JP2018162993A - Magnetic sensor - Google Patents

Magnetic sensor Download PDF

Info

Publication number
JP2018162993A
JP2018162993A JP2017059291A JP2017059291A JP2018162993A JP 2018162993 A JP2018162993 A JP 2018162993A JP 2017059291 A JP2017059291 A JP 2017059291A JP 2017059291 A JP2017059291 A JP 2017059291A JP 2018162993 A JP2018162993 A JP 2018162993A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic field
resistance
magnetic
arrangement region
yoke
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017059291A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6544374B2 (en
Inventor
圭祐 内田
Keisuke Uchida
圭祐 内田
健三 牧野
Kenzo Makino
健三 牧野
啓 平林
Hiroshi Hirabayashi
啓 平林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP2017059291A priority Critical patent/JP6544374B2/en
Priority to US15/891,576 priority patent/US10401441B2/en
Priority to DE102018104620.0A priority patent/DE102018104620A1/en
Priority to CN201810166434.7A priority patent/CN108627782B/en
Publication of JP2018162993A publication Critical patent/JP2018162993A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6544374B2 publication Critical patent/JP6544374B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09Magnetoresistive devices
    • G01R33/095Magnetoresistive devices extraordinary magnetoresistance sensors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/063Magneto-impedance sensors; Nanocristallin sensors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/07Hall effect devices
    • G01R33/072Constructional adaptation of the sensor to specific applications
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09Magnetoresistive devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09Magnetoresistive devices
    • G01R33/091Constructional adaptation of the sensor to specific applications
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09Magnetoresistive devices
    • G01R33/093Magnetoresistive devices using multilayer structures, e.g. giant magnetoresistance sensors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09Magnetoresistive devices
    • G01R33/096Magnetoresistive devices anisotropic magnetoresistance sensors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09Magnetoresistive devices
    • G01R33/098Magnetoresistive devices comprising tunnel junctions, e.g. tunnel magnetoresistance sensors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/10Plotting field distribution ; Measuring field distribution
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N50/00Galvanomagnetic devices
    • H10N50/10Magnetoresistive devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/07Hall effect devices

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a magnetic sensor that is able to detect a magnetic field in directions other than a direction in which a magnetic detection element has sensitivity and that is able to hinder an output-signal change resulting from displacement.SOLUTION: A magnetic sensor comprises a magnetic field conversion part 10 and a magnetic field detection part. The magnetic field conversion part 10 receives an input magnetic field including an input magnetic field component in a direction parallel to a direction Z, and generates an output magnetic field including an output magnetic field component in a direction parallel to a direction X. The magnetic field detection part receives an output magnetic field and generates an output signal corresponding to the input magnetic field component. The magnetic field detection part includes a first magnetic detection element 20A and a second magnetic detection element 20B connected in parallel or in series. When displacement occurs between the magnetic field conversion part 10 and the magnetic field detection part, one of the intensity of the output magnetic field component that the first magnetic detection element 20A receives and the intensity of the output magnetic field component that the second magnetic detection element 20B receives increases and the other decreases.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、磁気検出素子を用いて、磁気検出素子が感度を有する方向以外の方向の磁界を検出できるようにした磁気センサに関する。   The present invention relates to a magnetic sensor that uses a magnetic detection element to detect a magnetic field in a direction other than the direction in which the magnetic detection element has sensitivity.

近年、携帯電話機等の移動体通信機器には、地磁気センサが組み込まれる場合がある。このような用途の地磁気センサには、小型で且つ外部磁界の三次元的な方向を検出できることが求められる。このような地磁気センサは、例えば磁気センサを用いて実現される。磁気センサとしては、基板上に設けられた複数の磁気検出素子を用いたものが知られている。磁気検出素子としては、例えば磁気抵抗効果素子が用いられる。   In recent years, geomagnetic sensors may be incorporated in mobile communication devices such as mobile phones. A geomagnetic sensor for such an application is required to be small and to detect the three-dimensional direction of an external magnetic field. Such a geomagnetic sensor is realized using, for example, a magnetic sensor. As a magnetic sensor, one using a plurality of magnetic detection elements provided on a substrate is known. As the magnetic detection element, for example, a magnetoresistance effect element is used.

基板上に設けられる磁気検出素子は、基板の面に平行な方向の磁界を検出するように構成される場合が多い。磁気センサを用いて地磁気センサを実現する場合には、基板の面に垂直な方向の磁界を検出できる磁気センサが必要になる。   Magnetic detection elements provided on a substrate are often configured to detect a magnetic field in a direction parallel to the surface of the substrate. In order to realize a geomagnetic sensor using a magnetic sensor, a magnetic sensor capable of detecting a magnetic field in a direction perpendicular to the surface of the substrate is required.

特許文献1には、基板の面に平行な方向の磁界を検出する磁気抵抗効果素子を用いて、基板の面に垂直な方向の磁界を検出できるようにした磁気センサが記載されている。この磁気センサは、基板の面に垂直な方向の垂直磁界成分を、基板の面に平行な方向の水平磁界成分に変換して、この水平磁界成分を磁気抵抗効果素子に与える軟磁性体を備えている。   Patent Document 1 describes a magnetic sensor that can detect a magnetic field in a direction perpendicular to the surface of the substrate by using a magnetoresistive effect element that detects a magnetic field in a direction parallel to the surface of the substrate. The magnetic sensor includes a soft magnetic material that converts a vertical magnetic field component in a direction perpendicular to the surface of the substrate into a horizontal magnetic field component in a direction parallel to the surface of the substrate, and applies the horizontal magnetic field component to the magnetoresistive effect element. ing.

特開2013−32989号公報JP 2013-32989 A

特許文献1に記載された磁気センサのように、磁気抵抗効果素子等の磁気検出素子と、垂直磁界成分を水平磁界成分に変換する軟磁性体とを備えた磁気センサでは、磁気検出素子と軟磁性体との位置ずれによって、垂直磁界成分から水平磁界成分への変換効率が大きく変化しやすく、その結果、出力信号が大きく変化しやすいという問題点があった。   As in the magnetic sensor described in Patent Document 1, a magnetic sensor including a magnetic detection element such as a magnetoresistive effect element and a soft magnetic material that converts a vertical magnetic field component into a horizontal magnetic field component is used. There is a problem that the conversion efficiency from the vertical magnetic field component to the horizontal magnetic field component is likely to change greatly due to the positional deviation from the magnetic material, and as a result, the output signal is likely to change greatly.

なお、特許文献1には、軟磁性体と磁気抵抗効果素子間でオフセットが生じても、外乱感度を小さくすることができる技術が記載されている。特許文献1には、外乱感度とは、感度軸方向と平行な方向への外乱磁界の検知を指す旨が記載されている。また、特許文献1には、従来型の磁気センサでは、特に、磁気抵抗効果素子に対して磁界印加がない状態においても外乱感度を持つ旨が記載されている。しかし、特許文献1では、磁気抵抗効果素子と軟磁性体との位置ずれによって、垂直磁界成分から水平磁界成分への変換効率が変化することは、考慮されていない。また、特許文献1に記載された技術では、磁気抵抗効果素子と軟磁性体との位置ずれによる上記変換効率の変化を抑制することは難しい。   Patent Document 1 describes a technique that can reduce disturbance sensitivity even when an offset occurs between a soft magnetic material and a magnetoresistive element. Patent Document 1 describes that disturbance sensitivity refers to detection of a disturbance magnetic field in a direction parallel to the sensitivity axis direction. Patent Document 1 describes that the conventional magnetic sensor has a disturbance sensitivity even in a state where no magnetic field is applied to the magnetoresistive effect element. However, Patent Document 1 does not consider that the conversion efficiency from the vertical magnetic field component to the horizontal magnetic field component changes due to the positional deviation between the magnetoresistive effect element and the soft magnetic material. Moreover, with the technique described in Patent Document 1, it is difficult to suppress the change in the conversion efficiency due to the positional deviation between the magnetoresistive element and the soft magnetic material.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、磁気検出素子を用いて、磁気検出素子が感度を有する方向以外の方向の磁界を検出することができ、且つ位置ずれによる出力信号の変化を抑制できるようにした磁気センサを提供することにある。   The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to detect a magnetic field in a direction other than the direction in which the magnetic detection element has sensitivity by using the magnetic detection element, and to output by positional deviation. An object of the present invention is to provide a magnetic sensor capable of suppressing a change in signal.

本発明の第1ないし第3の観点の磁気センサは、磁界変換部と、磁界検出部とを備えている。磁界変換部は、軟磁性体よりなり、第1の仮想の直線に平行な方向の入力磁界成分を含む入力磁界を受けて、出力磁界を発生する。磁界検出部は、出力磁界を受けて、入力磁界成分に対応する出力信号を生成する。出力磁界は、第1の仮想の直線と交差する第2の仮想の直線に平行な方向の出力磁界成分であって入力磁界成分に応じて変化する出力磁界成分を含んでいる。   The magnetic sensor of the 1st thru | or 3rd viewpoint of this invention is provided with the magnetic field conversion part and the magnetic field detection part. The magnetic field conversion unit is made of a soft magnetic material, receives an input magnetic field including an input magnetic field component in a direction parallel to the first virtual straight line, and generates an output magnetic field. The magnetic field detector receives the output magnetic field and generates an output signal corresponding to the input magnetic field component. The output magnetic field includes an output magnetic field component in a direction parallel to the second virtual straight line that intersects the first virtual straight line and changes in accordance with the input magnetic field component.

本発明の第1の観点の磁気センサでは、磁界変換部は、第1の仮想の直線に平行な方向の一方の端に位置する端面を有している。第1の仮想の直線と交差し第2の仮想の直線を含む仮想の平面上には、第1の素子配置領域と第2の素子配置領域が存在している。仮想の平面上に磁界変換部の端面を垂直投影してできる領域を端面投影領域としたときに、第1および第2の素子配置領域の各々は、端面投影領域の内部と外部の一方にのみ存在している。   In the magnetic sensor according to the first aspect of the present invention, the magnetic field converter has an end face located at one end in a direction parallel to the first virtual straight line. A first element placement area and a second element placement area exist on a virtual plane that intersects the first virtual straight line and includes the second virtual straight line. When the area obtained by vertically projecting the end face of the magnetic field conversion unit on the virtual plane is defined as the end face projection area, each of the first and second element placement areas is only on the inside or the outside of the end face projection area. Existing.

入力磁界成分の強度に対する、仮想の平面内の任意の点における出力磁界成分の強度の比率を、その任意の点における変換効率とし、任意の点を第2の仮想の直線に平行な一方向に移動させるときの、任意の点の位置の変化量に対する任意の点における変換効率の変化量の比率を、任意の点における変換効率の傾きとしたときに、第1の素子配置領域内の任意の第1点における変換効率の傾きと、第2の素子配置領域内の任意の第2点における変換効率の傾きの一方は正の値であり、他方は負の値である。   The ratio of the intensity of the output magnetic field component at an arbitrary point in the virtual plane to the intensity of the input magnetic field component is defined as the conversion efficiency at the arbitrary point, and the arbitrary point is set in one direction parallel to the second virtual line. When the ratio of the change amount of the conversion efficiency at an arbitrary point to the change amount of the position of an arbitrary point when moving is defined as the slope of the conversion efficiency at an arbitrary point, an arbitrary value in the first element arrangement region One of the slope of the conversion efficiency at the first point and the slope of the conversion efficiency at an arbitrary second point in the second element arrangement region is a positive value, and the other is a negative value.

磁界検出部は、第1の磁気検出素子および第2の磁気検出素子を含んでいる。第1の磁気検出素子は、第2の素子配置領域とは交差せずに、第1の素子配置領域と交差するように配置されている。第2の磁気検出素子は、第1の素子配置領域とは交差せずに、第2の素子配置領域と交差するように配置されている。第1の磁気検出素子は、自身が受けた出力磁界成分に対応する第1の検出値を生成する。第2の磁気検出素子は、自身が受けた出力磁界成分に対応する第2の検出値を生成する。出力信号は、第1の検出値と第2の検出値を合成して得られる合成値に依存する。   The magnetic field detector includes a first magnetic detection element and a second magnetic detection element. The first magnetic detection element is arranged so as to intersect the first element arrangement region without intersecting the second element arrangement region. The second magnetic detection element is arranged so as to intersect with the second element arrangement region without intersecting with the first element arrangement region. The first magnetic detection element generates a first detection value corresponding to the output magnetic field component received by itself. The second magnetic detection element generates a second detection value corresponding to the output magnetic field component received by itself. The output signal depends on a combined value obtained by combining the first detection value and the second detection value.

本発明の第1の観点の磁気センサにおいて、第1および第2の磁気検出素子の各々は、第2の仮想の直線に直交する、仮想の平面上の第3の仮想の直線に平行な方向に長い形状を有していてもよい。   In the magnetic sensor according to the first aspect of the present invention, each of the first and second magnetic detection elements is in a direction parallel to the third virtual line on the virtual plane orthogonal to the second virtual line. May have a long shape.

また、本発明の第1の観点の磁気センサにおいて、第1の磁気検出素子は第1の磁気抵抗効果素子であってもよく、第2の磁気検出素子は第2の磁気抵抗効果素子であってもよい。この場合、第1の検出値は第1の磁気抵抗効果素子の抵抗値であってもよく、第2の検出値は第2の磁気抵抗効果素子の抵抗値であってもよい。また、合成値は、第1の磁気抵抗効果素子と第2の磁気抵抗効果素子の合成抵抗値であってもよい。第1の磁気抵抗効果素子と第2の磁気抵抗効果素子は、並列に接続されていてもよいし、直列に接続されていてもよい。   In the magnetic sensor according to the first aspect of the present invention, the first magnetic detection element may be a first magnetoresistance effect element, and the second magnetic detection element is a second magnetoresistance effect element. May be. In this case, the first detection value may be the resistance value of the first magnetoresistance effect element, and the second detection value may be the resistance value of the second magnetoresistance effect element. The combined value may be a combined resistance value of the first magnetoresistive effect element and the second magnetoresistive effect element. The first magnetoresistive element and the second magnetoresistive element may be connected in parallel or may be connected in series.

また、本発明の第1の観点の磁気センサにおいて、第2の仮想の直線は、第1の仮想の直線に直交していてもよい。   In the magnetic sensor according to the first aspect of the present invention, the second imaginary straight line may be orthogonal to the first imaginary straight line.

また、本発明の第1の観点の磁気センサは、更に、第1の磁気検出素子と第2の磁気検出素子を保持する基板を備えていてもよい。   The magnetic sensor according to the first aspect of the present invention may further include a substrate that holds the first magnetic detection element and the second magnetic detection element.

また、本発明の第1の観点の磁気センサにおいて、第1の素子配置領域のうち第1の磁気検出素子と交差する部分の重心を第1の重心とし、第2の素子配置領域のうち第2の磁気検出素子と交差する部分の重心を第2の重心としたときに、第1の重心における変換効率の傾きの絶対値に対する、第2の重心における変換効率の傾きの絶対値の比率は、0.48〜2.1の範囲内であってもよい。   In the magnetic sensor according to the first aspect of the present invention, the center of gravity of the portion of the first element arrangement region that intersects the first magnetic detection element is the first center of gravity, and the second element arrangement region is the first of the second element arrangement region. The ratio of the absolute value of the slope of the conversion efficiency at the second centroid to the absolute value of the slope of the conversion efficiency at the first centroid when the centroid of the portion intersecting the magnetic detection element 2 is the second centroid. In the range of 0.48 to 2.1.

また、本発明の第1の観点の磁気センサにおいて、第1の素子配置領域は、端面投影領域の外部にのみ存在していてもよく、第2の素子配置領域は、端面投影領域の内部にのみ存在していてもよい。この場合、端面投影領域は、第1の素子配置領域と第2の素子配置領域の間に位置する端縁であって、第2の仮想の直線に直交する端縁を有していてもよい。   In the magnetic sensor according to the first aspect of the present invention, the first element arrangement region may exist only outside the end face projection area, and the second element arrangement area is located inside the end face projection area. May be present only. In this case, the end face projection area may be an edge located between the first element arrangement area and the second element arrangement area, and may have an edge perpendicular to the second virtual straight line. .

また、本発明の第1の観点の磁気センサにおいて、磁界変換部は、ヨークを含んでいてもよい。ヨークは、第1の仮想の直線に平行な方向の一方の端に位置するヨーク端面を有していてもよい。また、端面投影領域は、仮想の平面上にヨーク端面を垂直投影してできるヨーク端面投影領域を含んでいてもよい。   In the magnetic sensor according to the first aspect of the present invention, the magnetic field converter may include a yoke. The yoke may have a yoke end surface located at one end in a direction parallel to the first imaginary straight line. Further, the end face projection area may include a yoke end face projection area formed by vertically projecting the yoke end face onto a virtual plane.

この場合、第1の素子配置領域と第2の素子配置領域は、端面投影領域の外部にのみ存在し、且つヨーク端面投影領域を挟んで第2の仮想の直線に平行な方向における互いに反対側に位置していてもよい。   In this case, the first element placement area and the second element placement area exist only outside the end face projection area, and are opposite to each other in a direction parallel to the second virtual straight line across the yoke end face projection area. May be located.

あるいは、第1の素子配置領域と第2の素子配置領域は、ヨーク端面投影領域の内部にのみ存在していてもよい。また、ヨーク端面投影領域は、第2の仮想の直線に平行な方向における互いに反対側の端に位置する第1の端縁と第2の端縁を有していてもよい。第1の素子配置領域は、第1の端縁と第2の素子配置領域の間に位置していてもよく、第2の素子配置領域は、第2の端縁と第1の素子配置領域の間に位置していてもよい。   Alternatively, the first element arrangement area and the second element arrangement area may exist only inside the yoke end surface projection area. The yoke end surface projection region may have a first edge and a second edge located at opposite ends in a direction parallel to the second imaginary straight line. The first element arrangement region may be located between the first edge and the second element arrangement region, and the second element arrangement region is the second edge and the first element arrangement region. It may be located between.

また、本発明の第1の観点の磁気センサにおいて、磁界変換部は、第1のヨークおよび第2のヨークを含んでいてもよい。第1のヨークは、第1の仮想の直線に平行な方向の一方の端に位置する第1のヨーク端面を有している。第2のヨークは、第1の仮想の直線に平行な方向の一方の端に位置する第2のヨーク端面を有している。第1の素子配置領域は、第2のヨーク端面よりも第1のヨーク端面により近く、第2の素子配置領域は、第1のヨーク端面よりも第2のヨーク端面により近い。第1のヨーク端面は、第1の素子配置領域に最も近い第1の端縁を有している。第2のヨーク端面は、第2の素子配置領域に最も近い第2の端縁を有している。第1の素子配置領域内の第1点と第1の端縁との間の距離を第1の距離とし、第2の素子配置領域内の第2点と第2の端縁との間の距離を第2の距離としたときに、第1点と第2点を第2の仮想の直線に平行な一方向に変化させると、第1の距離と第2の距離の一方は減少し、他方は増加する。   In the magnetic sensor according to the first aspect of the present invention, the magnetic field conversion unit may include a first yoke and a second yoke. The first yoke has a first yoke end face located at one end in a direction parallel to the first virtual straight line. The second yoke has a second yoke end surface located at one end in a direction parallel to the first imaginary straight line. The first element arrangement region is closer to the first yoke end surface than the second yoke end surface, and the second element arrangement region is closer to the second yoke end surface than the first yoke end surface. The first yoke end surface has a first end edge closest to the first element arrangement region. The second yoke end surface has a second end edge closest to the second element arrangement region. The distance between the first point in the first element arrangement region and the first edge is the first distance, and the distance between the second point in the second element arrangement region and the second edge is the first distance. When the distance is the second distance, if the first point and the second point are changed in one direction parallel to the second imaginary straight line, one of the first distance and the second distance decreases, The other increases.

本発明の第2の観点の磁気センサでは、磁界検出部は、それぞれ入力磁界成分に応じて変化する抵抗値を有する第1の抵抗部および第2の抵抗部を含んでいる。第1の抵抗部と第2の抵抗部は、直列に接続され且つ通電されるように構成されている。入力磁界成分が変化すると、第1の抵抗部の抵抗値と第2の抵抗部の抵抗値の一方は増加し、他方は減少する。出力信号は、第1の抵抗部と第2の抵抗部との接続点の電位に依存する。第1および第2の抵抗部の各々は、第1の抵抗効果素子および第2の磁気抵抗効果素子を含んでいる。   In the magnetic sensor of the second aspect of the present invention, the magnetic field detection unit includes a first resistance unit and a second resistance unit each having a resistance value that changes in accordance with the input magnetic field component. The first resistance unit and the second resistance unit are configured to be connected in series and energized. When the input magnetic field component changes, one of the resistance value of the first resistance unit and the resistance value of the second resistance unit increases and the other decreases. The output signal depends on the potential at the connection point between the first resistance unit and the second resistance unit. Each of the first and second resistance units includes a first resistance effect element and a second magnetoresistance effect element.

本発明の第3の観点の磁気センサでは、磁界検出部は、電源ポートと、グランドポートと、第1の出力ポートと、第2の出力ポートと、それぞれ入力磁界成分に応じて変化する抵抗値を有する第1の抵抗部、第2の抵抗部、第3の抵抗部および第4の抵抗部を含んでいる。第1の抵抗部は、電源ポートと第1の出力ポートとの間に設けられている。第2の抵抗部は、第1の出力ポートとグランドポートとの間に設けられている。第3の抵抗部は、電源ポートと第2の出力ポートとの間に設けられている。第4の抵抗部は、第2の出力ポートとグランドポートとの間に設けられている。磁界検出部は、電源ポートとグランドポートとの間に通電されるように構成されている。入力磁界成分が変化すると、第1ないし第4の抵抗部のそれぞれの抵抗値は、第1および第4の抵抗部の抵抗値が増加すると共に第2および第3の抵抗部の抵抗値が減少するか、第1および第4の抵抗部の抵抗値が減少すると共に第2および第3の抵抗部の抵抗値が増加するように変化する。出力信号は、第1の出力ポートと第2の出力ポートとの間の電位差に依存する。第1ないし第4の抵抗部の各々は、第1の抵抗効果素子および第2の磁気抵抗効果素子を含んでいる。   In the magnetic sensor according to the third aspect of the present invention, the magnetic field detector includes a power supply port, a ground port, a first output port, and a second output port, and resistance values that change according to input magnetic field components, respectively. The first resistor unit, the second resistor unit, the third resistor unit, and the fourth resistor unit are included. The first resistance portion is provided between the power supply port and the first output port. The second resistance portion is provided between the first output port and the ground port. The third resistance portion is provided between the power supply port and the second output port. The fourth resistance portion is provided between the second output port and the ground port. The magnetic field detection unit is configured to be energized between the power supply port and the ground port. When the input magnetic field component changes, the resistance values of the first to fourth resistance portions increase as the resistance values of the first and fourth resistance portions decrease and the resistance values of the second and third resistance portions decrease, respectively. Alternatively, the resistance values of the first and fourth resistance portions are decreased and the resistance values of the second and third resistance portions are increased. The output signal depends on the potential difference between the first output port and the second output port. Each of the first to fourth resistance portions includes a first resistance effect element and a second magnetoresistance effect element.

本発明の第2および第3の観点の磁気センサでは、磁界変換部は、第1の仮想の直線に平行な方向の一方の端に位置する端面を有している。第1の仮想の直線と交差し第2の仮想の直線を含む仮想の平面上には、第1の素子配置領域と第2の素子配置領域が存在している。仮想の平面上に磁界変換部の端面を垂直投影してできる領域を端面投影領域としたときに、第1および第2の素子配置領域の各々は、端面投影領域の内部と外部の一方にのみ存在している。   In the magnetic sensor according to the second and third aspects of the present invention, the magnetic field converter has an end face located at one end in a direction parallel to the first virtual straight line. A first element placement area and a second element placement area exist on a virtual plane that intersects the first virtual straight line and includes the second virtual straight line. When the area obtained by vertically projecting the end face of the magnetic field conversion unit on the virtual plane is defined as the end face projection area, each of the first and second element placement areas is only on the inside or the outside of the end face projection area. Existing.

入力磁界成分の強度に対する、仮想の平面内の任意の点における出力磁界成分の強度の比率を、その任意の点における変換効率とし、任意の点を第2の仮想の直線に平行な一方向に移動させるときの、任意の点の位置の変化量に対する任意の点における変換効率の変化量の比率を、任意の点における変換効率の傾きとしたときに、第1の素子配置領域内の任意の第1点における変換効率の傾きと、第2の素子配置領域内の任意の第2点における変換効率の傾きの一方は正の値であり、他方は負の値である。   The ratio of the intensity of the output magnetic field component at an arbitrary point in the virtual plane to the intensity of the input magnetic field component is defined as the conversion efficiency at the arbitrary point, and the arbitrary point is set in one direction parallel to the second virtual line. When the ratio of the change amount of the conversion efficiency at an arbitrary point to the change amount of the position of an arbitrary point when moving is defined as the slope of the conversion efficiency at an arbitrary point, an arbitrary value in the first element arrangement region One of the slope of the conversion efficiency at the first point and the slope of the conversion efficiency at an arbitrary second point in the second element arrangement region is a positive value, and the other is a negative value.

本発明の第2および第3の観点の磁気センサにおいて、第1の磁気抵抗効果素子は、第2の素子配置領域とは交差せずに、第1の素子配置領域と交差するように配置されている。第2の磁気抵抗効果素子は、第1の素子配置領域とは交差せずに、第2の素子配置領域と交差するように配置されている。第1の磁気抵抗効果素子は、自身が受けた出力磁界成分に対応する第1の抵抗値を有する。第2の磁気抵抗効果素子は、自身が受けた出力磁界成分に対応する第2の抵抗値を有する。第1の磁気抵抗効果素子と第2の磁気抵抗効果素子は、並列または直列に接続されている。   In the magnetic sensor according to the second and third aspects of the present invention, the first magnetoresistive element is arranged so as to intersect the first element arrangement region without intersecting the second element arrangement region. ing. The second magnetoresistive element is arranged so as to intersect the second element arrangement region without intersecting the first element arrangement region. The first magnetoresistance effect element has a first resistance value corresponding to the output magnetic field component received by itself. The second magnetoresistance effect element has a second resistance value corresponding to the output magnetic field component received by itself. The first magnetoresistive element and the second magnetoresistive element are connected in parallel or in series.

本発明の第1の観点の磁気センサでは、磁界変換部と磁界検出部との位置ずれが生じると、第1の磁気検出素子が受ける出力磁界成分の強度と、第2の磁気検出素子が受ける出力磁界成分の強度の一方は増加し他方は減少する。また、本発明の第2および第3の観点の磁気センサでは、磁界変換部と磁界検出部との位置ずれが生じると、第1の磁気抵抗効果素子が受ける出力磁界成分の強度と、第2の磁気抵抗効果素子が受ける出力磁界成分の強度の一方は増加し他方は減少する。これらのことから、本発明の第1ないし第3の観点の磁気センサによれば、磁気検出素子を用いて、磁気検出素子が感度を有する方向以外の方向の磁界を検出することができ、且つ磁界変換部と磁界検出部との位置ずれによる出力信号の変化を抑制することができるという効果を奏する。   In the magnetic sensor according to the first aspect of the present invention, when the position shift between the magnetic field conversion unit and the magnetic field detection unit occurs, the intensity of the output magnetic field component received by the first magnetic detection element and the second magnetic detection element receive One of the strengths of the output magnetic field component increases and the other decreases. In the magnetic sensor according to the second and third aspects of the present invention, when the magnetic field converting unit and the magnetic field detecting unit are displaced, the intensity of the output magnetic field component received by the first magnetoresistive element and the second One of the strengths of the output magnetic field components received by the magnetoresistive effect element increases and the other decreases. Therefore, according to the magnetic sensor of the first to third aspects of the present invention, it is possible to detect a magnetic field in a direction other than the direction in which the magnetic detection element has sensitivity using the magnetic detection element, and There is an effect that the change of the output signal due to the positional deviation between the magnetic field conversion unit and the magnetic field detection unit can be suppressed.

本発明の第1の実施の形態に係る磁気センサの構成を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the structure of the magnetic sensor which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る磁気センサの一部を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows a part of magnetic sensor which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る磁気センサの一部を示す側面図である。It is a side view which shows a part of magnetic sensor which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態における磁界検出部の回路構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the circuit structure of the magnetic field detection part in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態における第1の磁気抵抗効果素子を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the 1st magnetoresistive effect element in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る磁気センサを含む磁気センサユニットを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the magnetic sensor unit containing the magnetic sensor which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態におけるヨークと第1および第2の磁気検出素子の位置関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the positional relationship of the yoke and the 1st and 2nd magnetic detection element in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態における第2の仮想の直線上の位置と変換効率との関係の一例を示す特性図である。It is a characteristic view which shows an example of the relationship between the position on the 2nd virtual straight line in the 1st Embodiment of this invention, and conversion efficiency. 本発明の第2の実施の形態に係る磁気センサの構成を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the structure of the magnetic sensor which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る磁気センサの一部を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows a part of magnetic sensor which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る磁気センサの構成を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the structure of the magnetic sensor which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る磁気センサの一部を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows a part of magnetic sensor which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態におけるヨークと第1および第2の磁気検出素子の位置関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the positional relationship of the yoke and the 1st and 2nd magnetic detection element in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る磁気センサの構成を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the structure of the magnetic sensor which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る磁気センサの一部を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows a part of magnetic sensor which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態におけるヨークと第1および第2の磁気検出素子の位置関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the positional relationship of the yoke and the 1st and 2nd magnetic detection element in the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態に係る磁気センサの構成を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the structure of the magnetic sensor which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施の形態に係る磁気センサの構成を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the structure of the magnetic sensor which concerns on the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施の形態に係る磁気センサの一部を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows a part of magnetic sensor which concerns on the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施の形態におけるヨークと第1および第2の磁気検出素子の位置関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the positional relationship of the yoke and the 1st and 2nd magnetic detection element in the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施の形態に係る磁気センサの構成を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the structure of the magnetic sensor which concerns on the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第8の実施の形態に係る磁気センサの構成を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the structure of the magnetic sensor which concerns on the 8th Embodiment of this invention. 本発明の第8の実施の形態に係る磁気センサの一部を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows a part of magnetic sensor which concerns on the 8th Embodiment of this invention. 本発明の第8の実施の形態におけるヨークと第1および第2の磁気検出素子の位置関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the positional relationship of the yoke and the 1st and 2nd magnetic detection element in the 8th Embodiment of this invention. 本発明の第9の実施の形態に係る磁気センサの構成を模式的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows typically the structure of the magnetic sensor which concerns on the 9th Embodiment of this invention. 本発明の第9の実施の形態におけるヨークと第1および第2の磁気検出素子の位置関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the positional relationship of the yoke and the 1st and 2nd magnetic detection element in the 9th Embodiment of this invention.

[第1の実施の形態]
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。始めに、図6を参照して、本発明の第1の実施の形態に係る磁気センサを含む磁気センサユニットの構成について説明する。図6は、磁気センサユニット100を示す斜視図である。磁気センサユニット100は、上面101aを有する基板101と、本実施の形態に係る磁気センサ1と、この磁気センサ1とは別の2つの磁気センサ2,3とを備えている。磁気センサ1〜3は、基板101の上面101a上において一列に並ぶように配置されている。
[First Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, the configuration of a magnetic sensor unit including the magnetic sensor according to the first embodiment of the invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a perspective view showing the magnetic sensor unit 100. The magnetic sensor unit 100 includes a substrate 101 having an upper surface 101a, the magnetic sensor 1 according to the present embodiment, and two magnetic sensors 2 and 3 different from the magnetic sensor 1. The magnetic sensors 1 to 3 are arranged in a line on the upper surface 101 a of the substrate 101.

ここで、図6に示したように、X方向、Y方向、Z方向を定義する。X方向、Y方向、Z方向は、互いに直交する。本実施の形態では、磁気センサ3から磁気センサ1に向かう方向をX方向とし、基板101の上面101aに垂直な一方向をZ方向とする。また、X方向とは反対の方向を−X方向とし、Y方向とは反対の方向を−Y方向とし、Z方向とは反対の方向を−Z方向とする。また、以下、基準の位置に対してZ方向の先にある位置を「上方」と言い、基準の位置に対して「上方」とは反対側にある位置を「下方」と言う。   Here, as shown in FIG. 6, the X direction, the Y direction, and the Z direction are defined. The X direction, the Y direction, and the Z direction are orthogonal to each other. In this embodiment, a direction from the magnetic sensor 3 toward the magnetic sensor 1 is an X direction, and a direction perpendicular to the upper surface 101a of the substrate 101 is a Z direction. In addition, a direction opposite to the X direction is defined as -X direction, a direction opposite to the Y direction is defined as -Y direction, and a direction opposite to the Z direction is defined as -Z direction. In addition, hereinafter, a position ahead of the reference position in the Z direction is referred to as “upward”, and a position on the opposite side of “upper” with respect to the reference position is referred to as “downward”.

本実施の形態に係る磁気センサ1は、Z方向の磁界を検出するように構成されている。磁気センサ2は、Y方向の磁界を検出するように構成されている。磁気センサ3は、X方向の磁界を検出するように構成されている。   The magnetic sensor 1 according to the present embodiment is configured to detect a magnetic field in the Z direction. The magnetic sensor 2 is configured to detect a magnetic field in the Y direction. The magnetic sensor 3 is configured to detect a magnetic field in the X direction.

磁気センサユニット100は、更に、X方向に並ぶように基板101の上面101a上に配置された複数の電極パッド102を備えている。複数の電極パッド102は、磁気センサ1〜3に電気的に接続されている。   The magnetic sensor unit 100 further includes a plurality of electrode pads 102 arranged on the upper surface 101a of the substrate 101 so as to be arranged in the X direction. The plurality of electrode pads 102 are electrically connected to the magnetic sensors 1 to 3.

次に、図1ないし図3を参照して、本実施の形態に係る磁気センサ1の構成について詳しく説明する。図1は、磁気センサ1の構成を模式的に示す説明図である。図2は、磁気センサ1の一部を示す分解斜視図である。図3は、磁気センサ1の一部を示す側面図である。   Next, with reference to FIG. 1 thru | or FIG. 3, the structure of the magnetic sensor 1 which concerns on this Embodiment is demonstrated in detail. FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of the magnetic sensor 1. FIG. 2 is an exploded perspective view showing a part of the magnetic sensor 1. FIG. 3 is a side view showing a part of the magnetic sensor 1.

ここで、第1の仮想の直線Lz、第2の仮想の直線Lx、第3の仮想の直線Lyおよび仮想の平面Pを以下のように定義する。図2に示したように、第1の仮想の直線Lzは、Z方向に平行な直線である。第2の仮想の直線Lxは、第1の仮想の直線Lzに交差する直線である。本実施の形態では特に、第2の仮想の直線Lxは、第1の仮想の直線Lzに直交し、X方向に平行な直線である。仮想の平面Pは、第1の仮想の直線Lzと交差し、第2の仮想の直線Lxを含む平面である。本実施の形態では特に、仮想の平面Pは、XY平面である。第3の仮想の直線Lyは、第2の仮想の直線Lxに直交する、仮想の平面P上の直線である。本実施の形態では特に、第3の仮想の直線Lyは、Y方向に平行な直線である。   Here, the first virtual straight line Lz, the second virtual straight line Lx, the third virtual straight line Ly, and the virtual plane P are defined as follows. As shown in FIG. 2, the first virtual straight line Lz is a straight line parallel to the Z direction. The second virtual straight line Lx is a straight line that intersects the first virtual straight line Lz. Particularly in the present embodiment, the second virtual straight line Lx is a straight line that is orthogonal to the first virtual straight line Lz and parallel to the X direction. The virtual plane P is a plane that intersects with the first virtual straight line Lz and includes the second virtual straight line Lx. Particularly in the present embodiment, the virtual plane P is an XY plane. The third virtual straight line Ly is a straight line on the virtual plane P that is orthogonal to the second virtual straight line Lx. Particularly in the present embodiment, the third virtual straight line Ly is a straight line parallel to the Y direction.

第1の仮想の直線Lzに平行な方向は、Z方向と−Z方向とを含む。第2の仮想の直線Lxに平行な方向は、X方向と−X方向とを含む。第3の仮想の直線Lyに平行な方向は、Y方向と−Y方向とを含む。   The direction parallel to the first virtual straight line Lz includes the Z direction and the -Z direction. The direction parallel to the second virtual straight line Lx includes the X direction and the −X direction. The direction parallel to the third virtual straight line Ly includes the Y direction and the -Y direction.

図1および図2に示したように、磁気センサ1は、磁界変換部10と、磁界検出部20とを備えている。磁界変換部10は、軟磁性体よりなり、第1の仮想の直線Lzに平行な方向の入力磁界成分を含む入力磁界を受けて、出力磁界を発生する。磁界検出部20は、出力磁界を受けて、入力磁界成分に対応する出力信号を生成する。出力磁界は、第2の仮想の直線Lxに平行な方向の出力磁界成分であって入力磁界成分に応じて変化する出力磁界成分を含んでいる。   As shown in FIGS. 1 and 2, the magnetic sensor 1 includes a magnetic field conversion unit 10 and a magnetic field detection unit 20. The magnetic field converter 10 is made of a soft magnetic material, receives an input magnetic field including an input magnetic field component in a direction parallel to the first virtual straight line Lz, and generates an output magnetic field. The magnetic field detector 20 receives the output magnetic field and generates an output signal corresponding to the input magnetic field component. The output magnetic field includes an output magnetic field component that is an output magnetic field component in a direction parallel to the second virtual straight line Lx and changes according to the input magnetic field component.

本実施の形態では、磁界変換部10は、互いに分離した複数の要素の集合体である。本実施の形態では特に、磁界変換部10は、上記複数の要素として、複数のヨーク11を含んでいる。複数のヨーク11の各々は、第3の仮想の直線Lyに平行な方向に長い直方体形状を有している。複数のヨーク11の配置については、後で詳しく説明する。   In the present embodiment, the magnetic field conversion unit 10 is an aggregate of a plurality of elements separated from each other. Particularly in the present embodiment, the magnetic field converter 10 includes a plurality of yokes 11 as the plurality of elements. Each of the plurality of yokes 11 has a rectangular parallelepiped shape that is long in a direction parallel to the third virtual straight line Ly. The arrangement of the plurality of yokes 11 will be described in detail later.

図1に示したように、磁界検出部20は、それぞれ入力磁界成分に応じて変化する抵抗値を有する第1の抵抗部21、第2の抵抗部22、第3の抵抗部23および第4の抵抗部24を含んでいる。本実施の形態では、第1の抵抗部21と第3の抵抗部23は、X方向にこの順に並んでいる。第2の抵抗部22と第4の抵抗部24は、第1および第3の抵抗部21,23から−Y方向にずれた位置にあると共に、X方向にこの順に並んでいる。   As shown in FIG. 1, the magnetic field detector 20 includes a first resistor 21, a second resistor 22, a third resistor 23, and a fourth resistor each having a resistance value that changes in accordance with the input magnetic field component. The resistance portion 24 is included. In the present embodiment, the first resistor portion 21 and the third resistor portion 23 are arranged in this order in the X direction. The second resistor portion 22 and the fourth resistor portion 24 are located at positions shifted in the −Y direction from the first and third resistor portions 21 and 23 and are arranged in this order in the X direction.

第1ないし第4の抵抗部21〜24の各々は、第1の磁気検出素子および第2の磁気検出素子を含んでいる。なお、第1ないし第4の抵抗部21〜24は磁界検出部20の一部であることから、磁界検出部20が第1および第2の磁気検出素子を含んでいるとも言える。第1の磁気検出素子は、自身が受けた出力磁界成分に対応する第1の検出値を生成する。第2の磁気検出素子は、自身が受けた出力磁界成分に対応する第2の検出値を生成する。   Each of the first to fourth resistance portions 21 to 24 includes a first magnetic detection element and a second magnetic detection element. In addition, since the 1st thru | or 4th resistance parts 21-24 are a part of magnetic field detection part 20, it can be said that the magnetic field detection part 20 contains the 1st and 2nd magnetic detection element. The first magnetic detection element generates a first detection value corresponding to the output magnetic field component received by itself. The second magnetic detection element generates a second detection value corresponding to the output magnetic field component received by itself.

本実施の形態では、第1の抵抗部21は、複数の第1の磁気検出素子21Aおよび複数の第2の磁気検出素子21Bを含んでいる。第2の抵抗部22は、複数の第1の磁気検出素子22Aおよび複数の第2の磁気検出素子22Bを含んでいる。第3の抵抗部23は、複数の第1の磁気検出素子23Aおよび複数の第2の磁気検出素子23Bを含んでいる。第4の抵抗部24は、複数の第1の磁気検出素子24Aおよび複数の第2の磁気検出素子24Bを含んでいる。   In the present embodiment, the first resistance portion 21 includes a plurality of first magnetic detection elements 21A and a plurality of second magnetic detection elements 21B. The second resistance portion 22 includes a plurality of first magnetic detection elements 22A and a plurality of second magnetic detection elements 22B. The third resistance unit 23 includes a plurality of first magnetic detection elements 23A and a plurality of second magnetic detection elements 23B. The fourth resistance unit 24 includes a plurality of first magnetic detection elements 24A and a plurality of second magnetic detection elements 24B.

以下、第1の磁気検出素子21A,22A,23A,24Aのうちの任意の第1の磁気検出素子については符号20Aで表し、第2の磁気検出素子21B,22B,23B,24Bのうちの任意の第2の磁気検出素子については符号20Bで表す。図1および図2に示したように、第1および第2の磁気検出素子20A,20Bの各々は、第3の仮想の直線Lyに平行な方向に長い形状を有している。   Hereinafter, an arbitrary first magnetic detection element among the first magnetic detection elements 21A, 22A, 23A, and 24A is denoted by reference numeral 20A, and an arbitrary one of the second magnetic detection elements 21B, 22B, 23B, and 24B. The second magnetic detection element is represented by reference numeral 20B. As shown in FIGS. 1 and 2, each of the first and second magnetic detection elements 20 </ b> A and 20 </ b> B has a long shape in a direction parallel to the third virtual straight line Ly.

また、本実施の形態では、第1ないし第4の抵抗部21〜24の各々は、複数の磁気検出素子列120を含んでいる。複数の磁気検出素子列120の各々は、複数の第1の磁気検出素子20AがY方向に並んだ第1の部分と、複数の第2の磁気検出素子20BがY方向に並んだ第2の部分とを含んでいる。第1ないし第4の抵抗部21〜24の各々において、複数の磁気検出素子列120は、X方向に並んでいる。   In the present embodiment, each of the first to fourth resistance units 21 to 24 includes a plurality of magnetic detection element arrays 120. Each of the plurality of magnetic detection element arrays 120 includes a first portion in which a plurality of first magnetic detection elements 20A are arranged in the Y direction and a second portion in which a plurality of second magnetic detection elements 20B are arranged in the Y direction. Including parts. In each of the first to fourth resistance units 21 to 24, the plurality of magnetic detection element arrays 120 are arranged in the X direction.

第1の抵抗部21と第4の抵抗部24では、磁気検出素子列120の第1の部分と第2の部分は、X方向にこの順に並んでいる。第2の抵抗部22と第3の抵抗部23では、磁気検出素子列120の第1の部分と第2の部分は、−X方向にこの順に並んでいる。   In the first resistor portion 21 and the fourth resistor portion 24, the first portion and the second portion of the magnetic detection element array 120 are arranged in this order in the X direction. In the second resistor portion 22 and the third resistor portion 23, the first portion and the second portion of the magnetic detection element array 120 are arranged in this order in the −X direction.

磁気センサ1は、更に、第1および第2の磁気検出素子20A,20Bを保持する基板と、第1および第2の磁気検出素子20A,20Bを電気的に接続する配線層30とを備えている。本実施の形態では、図6に示した基板101が、磁気センサ1の上記基板を兼ねている。図1に示したように、Z方向から見た配線層30の全体の形状は、ミアンダ形状である。配線層30は、複数の下部電極31と、複数の上部電極32とを含んでいる。なお、図1では、下部電極31および上部電極32を省略して、配線層30の全体の形状のみを示している。   The magnetic sensor 1 further includes a substrate that holds the first and second magnetic detection elements 20A and 20B, and a wiring layer 30 that electrically connects the first and second magnetic detection elements 20A and 20B. Yes. In the present embodiment, the substrate 101 shown in FIG. 6 also serves as the substrate of the magnetic sensor 1. As shown in FIG. 1, the entire shape of the wiring layer 30 viewed from the Z direction is a meander shape. The wiring layer 30 includes a plurality of lower electrodes 31 and a plurality of upper electrodes 32. In FIG. 1, the lower electrode 31 and the upper electrode 32 are omitted, and only the entire shape of the wiring layer 30 is shown.

複数の下部電極31は、図6に示した基板101の上面101a上に配置されている。第1および第2の磁気検出素子20A,20Bは、複数の下部電極31の上に配置されている。本実施の形態では、第1および第2の磁気検出素子20A,20Bは、複数の下部電極31を介して、基板101によって保持されている。複数の上部電極32は、第1および第2の磁気検出素子20A,20Bの上に配置されている。複数のヨーク11は、複数の上部電極32の上方に配置されている。なお、図2では、ヨーク11および上部電極32を、磁気検出素子20A,20Bおよび下部電極31からZ方向に離して描いている。図2において、破線は、上部電極32の下面の位置を示している。なお、これ以降の説明で使用する図2と同様の分解斜視図においても、ヨークおよび上部電極については、図2と同様の表し方を用いる。第1および第2の磁気検出素子20A,20Bと下部電極31および上部電極32との接続関係については、後で詳しく説明する。   The plurality of lower electrodes 31 are arranged on the upper surface 101a of the substrate 101 shown in FIG. The first and second magnetic detection elements 20 </ b> A and 20 </ b> B are disposed on the plurality of lower electrodes 31. In the present embodiment, the first and second magnetic detection elements 20 </ b> A and 20 </ b> B are held by the substrate 101 via the plurality of lower electrodes 31. The plurality of upper electrodes 32 are disposed on the first and second magnetic detection elements 20A and 20B. The plurality of yokes 11 are disposed above the plurality of upper electrodes 32. In FIG. 2, the yoke 11 and the upper electrode 32 are drawn away from the magnetic detection elements 20A and 20B and the lower electrode 31 in the Z direction. In FIG. 2, the broken line indicates the position of the lower surface of the upper electrode 32. In the exploded perspective view similar to FIG. 2 used in the following description, the same notation as in FIG. 2 is used for the yoke and the upper electrode. The connection relationship between the first and second magnetic detection elements 20A and 20B, the lower electrode 31, and the upper electrode 32 will be described in detail later.

ここで、図4を参照して、磁界検出部20の回路構成について説明する。図4は、磁界検出部20の回路構成を示す回路図である。磁界検出部20は、更に、電源ポートVと、グランドポートGと、第1の出力ポートE1と、第2の出力ポートE2とを含んでいる。第1の抵抗部21は、電源ポートVと第1の出力ポートE1との間に設けられている。第2の抵抗部22は、第1の出力ポートE1とグランドポートGとの間に設けられている。第3の抵抗部23は、電源ポートVと第2の出力ポートE2との間に設けられている。第4の抵抗部24は、第2の出力ポートE2とグランドポートGとの間に設けられている。   Here, the circuit configuration of the magnetic field detection unit 20 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the magnetic field detector 20. The magnetic field detection unit 20 further includes a power supply port V, a ground port G, a first output port E1, and a second output port E2. The first resistance portion 21 is provided between the power supply port V and the first output port E1. The second resistor 22 is provided between the first output port E1 and the ground port G. The third resistor portion 23 is provided between the power supply port V and the second output port E2. The fourth resistance unit 24 is provided between the second output port E2 and the ground port G.

磁界検出部20は、電源ポートVとグランドポートGとの間に通電されるように構成されている。磁界検出部20内の第1の抵抗部21と第2の抵抗部22は、直列に接続され且つ通電されるように構成されている。磁界検出部20内の第3の抵抗部23と第4の抵抗部24も、直列に接続され且つ通電されるように構成されている。電源ポートVとグランドポートGは、図6に示した複数の電極パッド102のうち、その間に所定の大きさの電源電圧が印加される2つの電極パッド102に電気的に接続されている。なお、第1および第2の出力ポートE1,E2は、複数の電極パッド102のうち、他の2つの電極パッド102に電気的に接続されている。後で説明するように、磁界検出部20は、第1の出力ポートE1と第2の出力ポートE2との間の電位差に依存する信号を出力信号として生成する。出力信号は、第1の抵抗部21と第2の抵抗部22の接続点である第1の出力ポートE1の電位に依存すると共に、第3の抵抗部23と第4の抵抗部24の接続点である第2の出力ポートE2の電位に依存する。   The magnetic field detection unit 20 is configured to be energized between the power supply port V and the ground port G. The first resistor 21 and the second resistor 22 in the magnetic field detector 20 are configured to be connected in series and to be energized. The third resistance unit 23 and the fourth resistance unit 24 in the magnetic field detection unit 20 are also configured to be connected in series and energized. The power supply port V and the ground port G are electrically connected to two electrode pads 102 to which a power supply voltage of a predetermined magnitude is applied between the plurality of electrode pads 102 shown in FIG. The first and second output ports E1 and E2 are electrically connected to the other two electrode pads 102 among the plurality of electrode pads 102. As will be described later, the magnetic field detection unit 20 generates a signal that depends on a potential difference between the first output port E1 and the second output port E2 as an output signal. The output signal depends on the potential of the first output port E1, which is the connection point between the first resistor 21 and the second resistor 22, and the connection between the third resistor 23 and the fourth resistor 24. It depends on the potential of the second output port E2, which is a point.

次に、図2を参照して、第1および第2の磁気検出素子20A,20Bと下部電極31および上部電極32との接続関係について説明する。本実施の形態では、第1の磁気検出素子20Aは第1の磁気抵抗効果素子であり、第2の磁気検出素子20Bは第2の磁気抵抗効果素子である。以下、第1の磁気検出素子20Aを第1の磁気抵抗効果素子20Aとも記し、第2の磁気検出素子20Bを第2の磁気抵抗効果素子20Bとも記す。ここでは、第1の抵抗部21または第4の抵抗部24の1つの磁気検出素子列120を例にとって説明する。図2には、第1の抵抗部21または第4の抵抗部24の1つの磁気検出素子列120を示している。   Next, the connection relationship between the first and second magnetic detection elements 20A and 20B, the lower electrode 31, and the upper electrode 32 will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the first magnetic detection element 20A is a first magnetoresistance effect element, and the second magnetic detection element 20B is a second magnetoresistance effect element. Hereinafter, the first magnetic detection element 20A is also referred to as a first magnetoresistance effect element 20A, and the second magnetic detection element 20B is also referred to as a second magnetoresistance effect element 20B. Here, one magnetic detection element array 120 of the first resistance part 21 or the fourth resistance part 24 will be described as an example. FIG. 2 shows one magnetic detection element array 120 of the first resistor portion 21 or the fourth resistor portion 24.

図2に示したように、複数の下部電極31の各々は、Y方向に細長い形状を有している。Y方向に隣接する2つの下部電極31の間には、間隙が形成されている。下部電極31の上面上において、Y方向の両端の近傍に、それぞれX方向に隣接する一対の第1および第2の磁気抵抗効果素子20A,20Bが配置されている。以下、この一対の第1および第2の磁気抵抗効果素子20A,20Bを、素子対と言う。第1および第4の抵抗部21,24では、1つの素子対を構成する第1および第2の磁気抵抗効果素子20A,20Bは、X方向にこの順に並んでいる。   As shown in FIG. 2, each of the plurality of lower electrodes 31 has an elongated shape in the Y direction. A gap is formed between two lower electrodes 31 adjacent in the Y direction. On the upper surface of the lower electrode 31, a pair of first and second magnetoresistive elements 20A and 20B adjacent to each other in the X direction are disposed in the vicinity of both ends in the Y direction. Hereinafter, the pair of first and second magnetoresistance effect elements 20A and 20B is referred to as an element pair. In the first and fourth resistance portions 21 and 24, the first and second magnetoresistance effect elements 20A and 20B constituting one element pair are arranged in this order in the X direction.

複数の上部電極32の各々は、1つの素子対を構成する第1および第2の磁気抵抗効果素子20A,20Bを電気的に接続する。これにより、1つの素子対を構成する第1および第2の磁気抵抗効果素子20A,20Bが、並列に接続される。また、複数の上部電極32の各々は、Y方向に隣接する2つの下部電極31上に配置されて隣接する2つの素子対を電気的に接続する。これにより、複数の素子対が直列に接続される。   Each of the plurality of upper electrodes 32 electrically connects the first and second magnetoresistive effect elements 20A and 20B constituting one element pair. Thereby, the first and second magnetoresistive elements 20A and 20B constituting one element pair are connected in parallel. Each of the plurality of upper electrodes 32 is disposed on two lower electrodes 31 adjacent in the Y direction, and electrically connects two adjacent element pairs. Thereby, a plurality of element pairs are connected in series.

第2の抵抗部22または第3の抵抗部23の1つの磁気検出素子列120における、第1および第2の磁気検出素子20A,20Bと下部電極31および上部電極32との接続関係は、基本的には、図2を参照して説明した接続関係と同じである。ただし、第2および第3の抵抗部22,23では、1つの素子対を構成する第1および第2の磁気抵抗効果素子20A,20Bは、−X方向にこの順に並んでいる。   The connection relationship between the first and second magnetic detection elements 20A, 20B, the lower electrode 31, and the upper electrode 32 in one magnetic detection element array 120 of the second resistance part 22 or the third resistance part 23 is basically the same. Specifically, the connection relation described with reference to FIG. 2 is the same. However, in the second and third resistance portions 22 and 23, the first and second magnetoresistance effect elements 20A and 20B constituting one element pair are arranged in this order in the −X direction.

配線層30は、更に、複数の接続電極を含んでいる。複数の接続電極は、第1ないし第4の抵抗部21〜24の各々において、複数の磁気検出素子列120が直列に接続されるように複数の下部電極31を電気的に接続する。このような構成により、第1ないし第4の抵抗部21〜24の各々は、直列に接続された複数の素子対を含んでいる。   The wiring layer 30 further includes a plurality of connection electrodes. The plurality of connection electrodes electrically connect the plurality of lower electrodes 31 so that the plurality of magnetic detection element arrays 120 are connected in series in each of the first to fourth resistance units 21 to 24. With this configuration, each of the first to fourth resistance units 21 to 24 includes a plurality of element pairs connected in series.

次に、図2および図5を参照して、第1および第2の磁気抵抗効果素子20A,20Bの構成の一例について説明する。図5は、第1の磁気抵抗効果素子20Aを示す斜視図である。この例では、第1の磁気抵抗効果素子20Aは、磁化方向が固定された磁化固定層202と、出力磁界成分の方向および強度に応じて磁化の方向が変化する磁性層である自由層204と、磁化固定層202と自由層204の間に配置された非磁性層203と、反強磁性層201とを含んでいる。反強磁性層201、磁化固定層202、非磁性層203および自由層204は、下部電極31側からこの順に積層されている。反強磁性層201は、反強磁性材料よりなり、磁化固定層202との間で交換結合を生じさせて、磁化固定層202の磁化の方向を固定する。   Next, an example of the configuration of the first and second magnetoresistive elements 20A and 20B will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a perspective view showing the first magnetoresistive element 20A. In this example, the first magnetoresistance effect element 20A includes a magnetization fixed layer 202 whose magnetization direction is fixed, and a free layer 204 that is a magnetic layer whose magnetization direction changes according to the direction and intensity of the output magnetic field component. The nonmagnetic layer 203 disposed between the magnetization fixed layer 202 and the free layer 204 and the antiferromagnetic layer 201 are included. The antiferromagnetic layer 201, the magnetization fixed layer 202, the nonmagnetic layer 203, and the free layer 204 are laminated in this order from the lower electrode 31 side. The antiferromagnetic layer 201 is made of an antiferromagnetic material, and causes exchange coupling with the magnetization fixed layer 202 to fix the magnetization direction of the magnetization fixed layer 202.

第1の磁気抵抗効果素子20Aは、TMR素子でもよいし、GMR素子でもよい。TMR素子では、非磁性層203はトンネルバリア層である。GMR素子では、非磁性層203は非磁性導電層である。   The first magnetoresistive element 20A may be a TMR element or a GMR element. In the TMR element, the nonmagnetic layer 203 is a tunnel barrier layer. In the GMR element, the nonmagnetic layer 203 is a nonmagnetic conductive layer.

第1の磁気抵抗効果素子20Aは、自身が受けた出力磁界成分に対応する第1の抵抗値を有している。第1の抵抗値は、自由層204の磁化の方向が磁化固定層202の磁化の方向に対してなす角度に応じて変化し、この角度が0°のときに第1の抵抗値は最小値になり、角度が180°のときに第1の抵抗値は最大値になる。   The first magnetoresistive element 20A has a first resistance value corresponding to the output magnetic field component received by itself. The first resistance value changes according to the angle formed by the magnetization direction of the free layer 204 with respect to the magnetization direction of the magnetization fixed layer 202. When this angle is 0 °, the first resistance value is the minimum value. When the angle is 180 °, the first resistance value becomes the maximum value.

第2の磁気抵抗効果素子20Bの構成は、第1の磁気抵抗効果素子20Aの構成と同じである。そのため、以下の説明では、第2の磁気抵抗効果素子20Bの構成要素について、第1の磁気抵抗効果素子20Aの構成要素と同じ符号を用いる。第2の磁気抵抗効果素子20Bは、自身が受けた出力磁界成分に対応する第2の抵抗値を有している。第2の抵抗値は、自由層204の磁化の方向が磁化固定層202の磁化の方向に対してなす角度に応じて変化し、この角度が0°のときに第2の抵抗値は最小値になり、角度が180°のときに第2の抵抗値は最大値になる。   The configuration of the second magnetoresistance effect element 20B is the same as the configuration of the first magnetoresistance effect element 20A. Therefore, in the following description, the same reference numerals as those of the first magnetoresistive effect element 20A are used for the constituent elements of the second magnetoresistive effect element 20B. The second magnetoresistive effect element 20B has a second resistance value corresponding to the output magnetic field component received by itself. The second resistance value changes according to the angle formed by the magnetization direction of the free layer 204 with respect to the magnetization direction of the magnetization fixed layer 202. When this angle is 0 °, the second resistance value is the minimum value. When the angle is 180 °, the second resistance value becomes the maximum value.

本実施の形態では、第1の磁気抵抗効果素子20Aの磁化固定層202の磁化の方向と、第2の磁気抵抗効果素子20Bの磁化固定層202の磁化の方向は、いずれも−X方向である。図2において、符号41を付した矢印は、第1の磁気抵抗効果素子20Aの磁化固定層202の磁化の方向を表し、符号42を付した矢印は、第2の磁気抵抗効果素子20Bの磁化固定層202の磁化の方向を表している。   In the present embodiment, the magnetization direction of the magnetization fixed layer 202 of the first magnetoresistance effect element 20A and the magnetization direction of the magnetization fixed layer 202 of the second magnetoresistance effect element 20B are both in the −X direction. is there. In FIG. 2, the arrow denoted by reference numeral 41 represents the magnetization direction of the magnetization fixed layer 202 of the first magnetoresistive effect element 20A, and the arrow denoted by reference numeral 42 represents the magnetization of the second magnetoresistive effect element 20B. The direction of magnetization of the fixed layer 202 is shown.

本実施の形態では、前述のように、第1および第2の磁気抵抗効果素子20A,20Bの各々は、第3の仮想の直線Lyに平行な方向に長い形状を有している。これにより、第1および第2の磁気抵抗効果素子20A,20Bの各々の自由層204は、磁化容易軸方向が第3の仮想の直線Lyに平行な方向となる形状異方性を有している。そのため、出力磁界成分が存在しない状態では、第1および第2の磁気抵抗効果素子20A,20Bの各々の自由層204の磁化の方向は、第3の仮想の直線Lyに平行な方向になっている。出力磁界成分が存在する場合には、出力磁界成分の方向および強度に応じて、自由層204の磁化の方向が変化する。従って、第1および第2の磁気抵抗効果素子20A,20Bの各々において、自由層204の磁化の方向が磁化固定層202の磁化の方向に対してなす角度は、第1および第2の磁気抵抗効果素子20A,20Bの各々が受けた出力磁界成分の方向および強度によって変化する。そのため、第1および第2の抵抗値は、出力磁界成分に対応したものとなる。   In the present embodiment, as described above, each of the first and second magnetoresistance effect elements 20A and 20B has a long shape in a direction parallel to the third virtual straight line Ly. Thereby, each free layer 204 of the first and second magnetoresistive effect elements 20A and 20B has a shape anisotropy in which the easy axis direction is parallel to the third virtual straight line Ly. Yes. Therefore, in the state where the output magnetic field component does not exist, the magnetization direction of each free layer 204 of the first and second magnetoresistance effect elements 20A and 20B is parallel to the third virtual straight line Ly. Yes. When an output magnetic field component exists, the magnetization direction of the free layer 204 changes according to the direction and intensity of the output magnetic field component. Therefore, in each of the first and second magnetoresistance effect elements 20A and 20B, the angle formed by the magnetization direction of the free layer 204 with respect to the magnetization direction of the magnetization fixed layer 202 is the first and second magnetoresistance elements. It changes depending on the direction and intensity of the output magnetic field component received by each of the effect elements 20A and 20B. Therefore, the first and second resistance values correspond to output magnetic field components.

本実施の形態では、1つの素子対を構成する第1および第2の磁気抵抗効果素子20A,20Bがそれぞれ受ける出力磁界成分の方向は同じである。また、第4の抵抗部24内の第1および第2の磁気抵抗効果素子24A,24Bが受ける出力磁界成分の方向は、第1の抵抗部21内の第1および第2の磁気抵抗効果素子21A,21Bが受ける出力磁界成分の方向と同じである。一方、第2の抵抗部22内の第1および第2の磁気抵抗効果素子22A,22Bが受ける出力磁界成分の方向と、第3の抵抗部23内の第1および第2の磁気抵抗効果素子23A,23Bが受ける出力磁界成分の方向は、第1の抵抗部21内の第1および第2の磁気抵抗効果素子21A,21Bが受ける出力磁界成分の方向とは反対である。   In the present embodiment, the directions of the output magnetic field components received by the first and second magnetoresistive effect elements 20A and 20B constituting one element pair are the same. The direction of the output magnetic field component received by the first and second magnetoresistive elements 24A and 24B in the fourth resistor section 24 is determined by the first and second magnetoresistive elements in the first resistor section 21. The direction of the output magnetic field component received by 21A and 21B is the same. On the other hand, the direction of the output magnetic field component received by the first and second magnetoresistive elements 22A and 22B in the second resistor section 22, and the first and second magnetoresistive elements in the third resistor section 23 The direction of the output magnetic field component received by 23A and 23B is opposite to the direction of the output magnetic field component received by the first and second magnetoresistance effect elements 21A and 21B in the first resistance section 21.

ここで、第1の磁気抵抗効果素子20Aの第1の抵抗値を記号Raで表し、第2の磁気抵抗効果素子20Bの第2の抵抗値を記号Rbで表し、1つの素子対を構成する第1および第2の磁気抵抗効果素子20A,20Bの合成抵抗値を記号Rcで表す。合成抵抗値Rcは、RaRb/(Ra+Rb)である。また、第1ないし第4の抵抗部21〜24の各々における素子対の数をnとすると、第1ないし第4の抵抗部21〜24の各々の抵抗値は、nRc=nRaRb/(Ra+Rb)である。   Here, the first resistance value of the first magnetoresistive effect element 20A is represented by the symbol Ra, the second resistance value of the second magnetoresistive effect element 20B is represented by the symbol Rb, and one element pair is configured. The combined resistance value of the first and second magnetoresistive elements 20A and 20B is represented by the symbol Rc. The combined resistance value Rc is RaRb / (Ra + Rb). When the number of element pairs in each of the first to fourth resistance units 21 to 24 is n, the resistance value of each of the first to fourth resistance units 21 to 24 is nRc = nRaRb / (Ra + Rb). It is.

第1の抵抗値Raは、第1の磁気検出素子20Aの第1の検出値に対応する。第2の抵抗値Rbは、第2の磁気検出素子20Bの第2の検出値に対応する。合成抵抗値Rcは、前記合成値に対応する。後で説明するように、入力磁界成分が変化すると、第1および第2の抵抗値Ra,Rbおよび合成抵抗値Rcが変化し、その結果、第1ないし第4の抵抗部21〜24のそれぞれの抵抗値が変化する。   The first resistance value Ra corresponds to the first detection value of the first magnetic detection element 20A. The second resistance value Rb corresponds to the second detection value of the second magnetic detection element 20B. The combined resistance value Rc corresponds to the combined value. As will be described later, when the input magnetic field component is changed, the first and second resistance values Ra and Rb and the combined resistance value Rc are changed. As a result, each of the first to fourth resistance units 21 to 24 is changed. The resistance value of changes.

なお、第1および第2の磁気抵抗効果素子20A,20Bの構成は、図2および図5を参照して説明した例に限られない。例えば、第1および第2の磁気抵抗効果素子20A,20Bの各々は、反強磁性層201を含まない構成であってもよい。この構成は、例えば、反強磁性層201および磁化固定層202の代わりに、2つの強磁性層とこの2つの強磁性層の間に配置された非磁性金属層と含む人工反強磁性構造の磁化固定層を含む構成であってもよい。また、第1および第2の磁気検出素子20A,20Bは、ホール素子、磁気インピーダンス素子等、磁気抵抗効果素子以外の磁界を検出する素子であってもよい。   The configuration of the first and second magnetoresistive elements 20A and 20B is not limited to the example described with reference to FIGS. For example, each of the first and second magnetoresistance effect elements 20A and 20B may be configured not to include the antiferromagnetic layer 201. This configuration includes, for example, an artificial antiferromagnetic structure including two ferromagnetic layers and a nonmagnetic metal layer disposed between the two ferromagnetic layers instead of the antiferromagnetic layer 201 and the magnetization fixed layer 202. The structure including a magnetization fixed layer may be sufficient. The first and second magnetic detection elements 20A and 20B may be elements that detect a magnetic field other than the magnetoresistive effect element, such as a Hall element and a magnetic impedance element.

次に、ヨーク11と第1および第2の磁気検出素子20A,20Bの位置関係について説明する。始めに、図7を参照して、第1の磁気検出素子20Aの位置を規定する第1の素子配置領域と、第2の磁気検出素子20Bの位置を規定する第2の素子配置領域について説明する。図7は、ヨーク11と第1および第2の磁気検出素子20A,20Bの位置関係を示す説明図である。図7において、記号Pは、前記仮想の平面を示している。仮想の平面Pは、第1および第2の磁気検出素子20A,20Bと交差する位置にある。第1の素子配置領域R1と第2の素子配置領域R2は、仮想の平面P上に存在している。   Next, the positional relationship between the yoke 11 and the first and second magnetic detection elements 20A and 20B will be described. First, with reference to FIG. 7, the first element arrangement region that defines the position of the first magnetic detection element 20A and the second element arrangement region that defines the position of the second magnetic detection element 20B will be described. To do. FIG. 7 is an explanatory diagram showing the positional relationship between the yoke 11 and the first and second magnetic detection elements 20A and 20B. In FIG. 7, the symbol P indicates the virtual plane. The virtual plane P is at a position that intersects the first and second magnetic detection elements 20A and 20B. The first element arrangement region R1 and the second element arrangement region R2 exist on the virtual plane P.

磁界変換部10は、第1の仮想の直線Lzに平行な方向の一方の端に位置する端面を有している。本実施の形態では、磁界変換部10の端面は、−Z方向の端に位置する。また、前述のように、磁界変換部10は、互いに分離した複数の要素である複数のヨーク11の集合体である。磁界変換部10の端面は、互いに分離した複数の部分端面を含んでいる。複数の部分端面は、複数のヨーク11のそれぞれの−Z方向の端に位置する複数の端面である。   The magnetic field converter 10 has an end surface located at one end in a direction parallel to the first virtual straight line Lz. In the present embodiment, the end surface of the magnetic field conversion unit 10 is located at the end in the −Z direction. As described above, the magnetic field conversion unit 10 is an aggregate of a plurality of yokes 11 that are a plurality of elements separated from each other. The end surface of the magnetic field conversion unit 10 includes a plurality of partial end surfaces separated from each other. The plurality of partial end faces are a plurality of end faces located at the −Z direction ends of the plurality of yokes 11, respectively.

図7に示したように、仮想の平面P上に磁界変換部10の端面を垂直投影してできる領域を、端面投影領域R3とする。図示しないが、端面投影領域R3は、仮想の平面P上に複数の部分端面を垂直投影してできる複数の部分領域を含んでいる。第1および第2の素子配置領域R1,R2の各々は、端面投影領域R3の内部と外部の一方にのみ存在する。本実施の形態では、第1の素子配置領域R1は、端面投影領域R3の外部にのみ存在している。第2の素子配置領域R2は、端面投影領域R3の内部にのみ存在している。第1の素子配置領域R1と第2の素子配置領域R2は、端面投影領域R3の内部と外部に跨がらないように存在している。   As shown in FIG. 7, an area obtained by vertically projecting the end face of the magnetic field conversion unit 10 onto the virtual plane P is defined as an end face projection area R3. Although not shown, the end surface projection region R3 includes a plurality of partial regions formed by vertically projecting a plurality of partial end surfaces onto a virtual plane P. Each of the first and second element arrangement regions R1, R2 exists only in one of the inside and the outside of the end face projection region R3. In the present embodiment, the first element arrangement region R1 exists only outside the end face projection region R3. The second element arrangement region R2 exists only within the end face projection region R3. The first element arrangement region R1 and the second element arrangement region R2 exist so as not to straddle the inside and outside of the end face projection region R3.

図7に示したように、第1の磁気検出素子20Aは、第2の素子配置領域R2とは交差せずに、第1の素子配置領域R1と交差するように配置されている。第2の磁気検出素子20Bは、第1の素子配置領域R1とは交差せずに、第2の素子配置領域R2と交差するように配置されている。   As shown in FIG. 7, the first magnetic detection element 20A is arranged so as to intersect the first element arrangement region R1 without intersecting the second element arrangement region R2. The second magnetic detection element 20B is arranged so as to intersect with the second element arrangement region R2 without intersecting with the first element arrangement region R1.

本実施の形態では、端面投影領域R3は、第1の素子配置領域R1と第2の素子配置領域R2の間に位置する端縁であって、第2の仮想の直線Lxに直交する端縁R3aを有している。また、本実施の形態では、第1の素子配置領域R1と第2の素子配置領域R2は、互いに接している。端面投影領域R3の端縁R3aは、第1の素子配置領域R1と第2の素子配置領域R2の境界と一致している。   In the present embodiment, the end surface projection area R3 is an edge located between the first element arrangement area R1 and the second element arrangement area R2, and is an edge orthogonal to the second virtual straight line Lx. R3a. In the present embodiment, the first element arrangement region R1 and the second element arrangement region R2 are in contact with each other. The edge R3a of the end surface projection region R3 coincides with the boundary between the first element arrangement region R1 and the second element arrangement region R2.

次に、1つのヨーク11と第1および第2の素子配置領域R1,R2との位置関係について説明する。図1に示したように、磁界変換部10の複数のヨーク11は、Z方向から見て、第1ないし第4の抵抗部21〜24の複数の磁気検出素子列120の第2の部分(複数の第2の磁気抵抗効果素子20B)に重なるように配置されている。ここでは、第1の抵抗部21または第4の抵抗部24の磁気検出素子列120と重なる1つのヨーク11を例にとって説明する。図7には、第1の抵抗部21または第4の抵抗部24の磁気検出素子列120とヨーク11を示している。   Next, the positional relationship between one yoke 11 and the first and second element arrangement regions R1 and R2 will be described. As shown in FIG. 1, the plurality of yokes 11 of the magnetic field conversion unit 10 are, as viewed from the Z direction, the second portions (the second portions of the plurality of magnetic detection element arrays 120 of the first to fourth resistance units 21 to 24). The plurality of second magnetoresistive elements 20B) are arranged so as to overlap. Here, a description will be given by taking, as an example, one yoke 11 that overlaps the magnetic detection element array 120 of the first resistor portion 21 or the fourth resistor portion 24. FIG. 7 shows the magnetic detection element array 120 and the yoke 11 of the first resistor portion 21 or the fourth resistor portion 24.

図7に示したように、ヨーク11は、第1の仮想の直線Lzに平行な方向の一方の端に位置するヨーク端面11aを有している。本実施の形態では、ヨーク端面11aは、ヨーク11の−Z方向の端に位置する。ヨーク端面11aは、前記複数の部分端面のうちの1つである。端面投影領域R3は、仮想の平面P上にヨーク端面11aを垂直投影してできるヨーク端面投影領域R31を含んでいる。図7に示したヨーク端面11aに対応するヨーク端面投影領域R31は、端面投影領域R3の前記複数の部分領域のうちの1つである。図7に示したように、第1の素子配置領域R1は、ヨーク端面投影領域R31の外部にのみ存在している。第2の素子配置領域R2は、ヨーク端面投影領域R31の内部にのみ存在している。   As shown in FIG. 7, the yoke 11 has a yoke end surface 11a located at one end in a direction parallel to the first virtual straight line Lz. In the present embodiment, the yoke end surface 11 a is located at the end of the yoke 11 in the −Z direction. The yoke end surface 11a is one of the plurality of partial end surfaces. The end surface projection region R3 includes a yoke end surface projection region R31 formed by vertically projecting the yoke end surface 11a onto the virtual plane P. A yoke end surface projection region R31 corresponding to the yoke end surface 11a shown in FIG. 7 is one of the plurality of partial regions of the end surface projection region R3. As shown in FIG. 7, the first element arrangement region R1 exists only outside the yoke end surface projection region R31. The second element arrangement region R2 exists only inside the yoke end surface projection region R31.

また、ヨーク端面11aは、第2の仮想の直線Lxに平行な方向の両端に位置する第1の端縁11a1および第2の端縁11a2と、第3の仮想の直線Lyに平行な方向の両端に位置する第3の端縁11a3および第4の端縁11a4とを有している。第1の抵抗部21または第4の抵抗部24の磁気検出素子列120と重なるヨーク11では、第1の端縁11a1はヨーク端面11aの−X方向の端に位置し、第2の端縁11a2はヨーク端面11aのX方向の端に位置し、第3の端縁11a3はヨーク端面11aの−Y方向の端に位置し、第4の端縁11a4はヨーク端面11aのY方向の端に位置する。   Further, the yoke end surface 11a has a first end edge 11a1 and a second end edge 11a2 located at both ends in a direction parallel to the second imaginary straight line Lx, and a direction parallel to the third imaginary straight line Ly. It has the 3rd edge 11a3 and the 4th edge 11a4 which are located in both ends. In the yoke 11 that overlaps the magnetic detection element array 120 of the first resistor portion 21 or the fourth resistor portion 24, the first end edge 11a1 is located at the end in the −X direction of the yoke end surface 11a, and the second end edge 11a2 is positioned at the end of the yoke end surface 11a in the X direction, the third end edge 11a3 is positioned at the end of the yoke end surface 11a in the -Y direction, and the fourth end edge 11a4 is positioned at the end of the yoke end surface 11a in the Y direction. To position.

ヨーク端面投影領域R31は、第2の仮想の直線Lxに直交する第1の端縁R31aを有している。第1の端縁R31aは、仮想の平面P上にヨーク端面11aの第1の端縁11a1を垂直投影してできる端縁である。本実施の形態では、第1の端縁R31aは、端面投影領域R3の端縁R3aに一致する。   The yoke end surface projection region R31 has a first edge R31a orthogonal to the second imaginary straight line Lx. The first edge R31a is an edge formed by vertically projecting the first edge 11a1 of the yoke end surface 11a onto the virtual plane P. In the present embodiment, the first edge R31a coincides with the edge R3a of the end surface projection region R3.

なお、第2の抵抗部22または第3の抵抗部23の磁気検出素子列120と重なるヨーク11と、第2の抵抗部22または第3の抵抗部23の第1および第2の磁気検出素子20A,20Bの位置関係は、基本的には、図7を参照して説明した位置関係と同様である。ただし、第2の抵抗部22または第3の抵抗部23の磁気検出素子列120と重なるヨーク11では、第1の端縁11a1がヨーク端面11aのX方向の端に位置し、第2の端縁11a2がヨーク端面11aの−X方向の端に位置する。   The yoke 11 that overlaps the magnetic detection element array 120 of the second resistance part 22 or the third resistance part 23 and the first and second magnetic detection elements of the second resistance part 22 or the third resistance part 23 The positional relationship between 20A and 20B is basically the same as the positional relationship described with reference to FIG. However, in the yoke 11 that overlaps the magnetic detection element array 120 of the second resistor portion 22 or the third resistor portion 23, the first end edge 11a1 is located at the end in the X direction of the yoke end surface 11a, and the second end The edge 11a2 is located at the end of the yoke end surface 11a in the −X direction.

次に、第1の素子配置領域R1と第2の素子配置領域R2について更に詳しく説明する。まず、入力磁界成分の強度に対する、仮想の平面P内の任意の点における出力磁界成分の強度の比率を、その任意の点における変換効率と定義する。図8は、第2の仮想の直線Lx上の位置と変換効率との関係の一例を示す特性図である。図8には、特に、第1の抵抗部21または第4の抵抗部24の磁気検出素子列120と重なる1つのヨーク11に関する変換効率を示している。図8において横軸は、第2の仮想の直線Lx上の位置を示し、縦軸は、変換効率を示している。図8では、第2の仮想の直線Lxとヨーク端面投影領域R31の第1の端縁R31a(図7参照)との交点を、横軸の原点とし、原点よりも−X方向の先にある位置を負の値で表し、原点よりもX方向の先にある位置を正の値で表している。   Next, the first element arrangement region R1 and the second element arrangement region R2 will be described in more detail. First, the ratio of the intensity of the output magnetic field component at an arbitrary point in the virtual plane P to the intensity of the input magnetic field component is defined as the conversion efficiency at that arbitrary point. FIG. 8 is a characteristic diagram illustrating an example of the relationship between the position on the second virtual straight line Lx and the conversion efficiency. FIG. 8 particularly shows the conversion efficiency for one yoke 11 that overlaps the magnetic detection element array 120 of the first resistor portion 21 or the fourth resistor portion 24. In FIG. 8, the horizontal axis indicates the position on the second virtual straight line Lx, and the vertical axis indicates the conversion efficiency. In FIG. 8, the intersection of the second imaginary straight line Lx and the first edge R31a (see FIG. 7) of the yoke end surface projection region R31 is the origin of the horizontal axis, and is ahead of the origin in the −X direction. The position is represented by a negative value, and the position ahead of the origin in the X direction is represented by a positive value.

ここで、任意の点を第2の仮想の直線Lxに平行な一方向に移動させるときの、任意の点の位置の変化量に対する任意の点における変換効率の変化量の比率を、任意の点における変換効率の傾きとする。第1の素子配置領域R1内の任意の第1点における変換効率の傾きと、第2の素子配置領域R2内の任意の第2点における変換効率の傾きの一方は正の値であり、他方は負の値である。図8において、符号51を付した破線の直線は、第1の素子配置領域R1内のある点の変換効率の傾きを示している。また、符号52を付した破線の直線は、第2の素子配置領域R2内のある点の変換効率の傾きを示している。本実施の形態では、上記第2の仮想の直線Lxに平行な一方向は、X方向とする。この場合、第1の素子配置領域R1内の任意の第1点における変換効率の傾き(例えば符号51を付した破線の直線の傾き)は正の値になり、第2の素子配置領域R2内の任意の第2点における変換効率の傾き(例えば符号52を付した破線の直線の傾き)は負の値になる。   Here, when the arbitrary point is moved in one direction parallel to the second virtual straight line Lx, the ratio of the change amount of the conversion efficiency at the arbitrary point to the change amount of the position of the arbitrary point is expressed as an arbitrary point. The slope of the conversion efficiency at. One of the inclination of the conversion efficiency at an arbitrary first point in the first element arrangement region R1 and the inclination of the conversion efficiency at an arbitrary second point in the second element arrangement region R2 is a positive value. Is a negative value. In FIG. 8, a broken straight line denoted by reference numeral 51 indicates the slope of the conversion efficiency at a certain point in the first element arrangement region R1. A broken straight line denoted by reference numeral 52 indicates the slope of the conversion efficiency at a certain point in the second element arrangement region R2. In the present embodiment, one direction parallel to the second virtual straight line Lx is the X direction. In this case, the slope of the conversion efficiency at an arbitrary first point in the first element placement region R1 (for example, the slope of the broken line with the reference numeral 51) is a positive value, and is within the second element placement region R2. The slope of the conversion efficiency at an arbitrary second point (for example, the slope of the broken line with the reference numeral 52) is a negative value.

また、図7に示したように、第1の素子配置領域R1のうち第1の磁気検出素子20Aと交差する部分の重心を第1の重心C1とし、第2の素子配置領域R2のうち第2の磁気検出素子20Bと交差する部分の重心を第2の重心C2とする。第1の重心C1における変換効率の傾きの絶対値に対する、第2の重心C2における変換効率の傾きの絶対値の比率は、0.48〜2.1の範囲内であることが好ましい。   Further, as shown in FIG. 7, the center of gravity of the portion of the first element placement region R1 that intersects the first magnetic detection element 20A is the first center of gravity C1, and the second center of the second element placement region R2 is the first. The center of gravity of the portion intersecting with the second magnetic detection element 20B is defined as a second center of gravity C2. The ratio of the absolute value of the conversion efficiency gradient at the second centroid C2 to the absolute value of the conversion efficiency gradient at the first centroid C1 is preferably in the range of 0.48 to 2.1.

なお、図8に示したように、変換効率は、横軸の原点の近傍において最大になる。前述のように、横軸の原点は、第2の仮想の直線とヨーク端面投影領域R31の第1の端縁R31aとの交点であり、第1の端縁R31aは、仮想の平面P上にヨーク端面11aの第1の端縁11a1を垂直投影してできる端縁である。図8は、仮想の平面P上のヨーク11の近傍の任意の点と第1の端縁11a1との間の距離が減少するに従って、任意の点における変換効率が増加し、この距離が増加するに従って、任意の点における変換効率が減少することを表している。   As shown in FIG. 8, the conversion efficiency becomes maximum near the origin of the horizontal axis. As described above, the origin of the horizontal axis is the intersection of the second virtual straight line and the first edge R31a of the yoke end surface projection region R31, and the first edge R31a is on the virtual plane P. This is an edge formed by vertically projecting the first edge 11a1 of the yoke end surface 11a. FIG. 8 shows that as the distance between an arbitrary point near the yoke 11 on the virtual plane P and the first edge 11a1 decreases, the conversion efficiency at the arbitrary point increases, and this distance increases. This indicates that the conversion efficiency at an arbitrary point decreases.

次に、第1ないし第4の抵抗部21〜24の抵抗値と磁界検出部20によって生成される出力信号について説明する。本実施の形態では、出力磁界成分が存在しない状態では、第1および第2の磁気抵抗効果素子20A,20Bの各々の自由層204の磁化の方向は、第3の仮想の直線Lyに平行な方向になっている。入力磁界成分の方向がZ方向の場合、第1および第4の抵抗部21,24内の第1および第2の磁気抵抗効果素子20A,20Bが受ける出力磁界成分の方向はX方向になり、第2および第3の抵抗部22,23内の第1および第2の磁気抵抗効果素子20A,20Bが受ける出力磁界成分の方向は−X方向になる。この場合、第1および第4の抵抗部21,24内の第1および第2の磁気抵抗効果素子20A,20Bの自由層204の磁化の方向は、第3の仮想の直線Lyに平行な方向からX方向に向かって傾く。その結果、出力磁界成分が存在しない状態と比べて、第1および第2の抵抗値Ra,Rbは増加し、第1および第4の抵抗部21,24の抵抗値も増加する。第2および第3の抵抗部22,23内の第1および第2の磁気抵抗効果素子20A,20Bの自由層204の磁化の方向は、第3の仮想の直線Lyに平行な方向から−X方向に向かって傾く。その結果、出力磁界成分が存在しない状態と比べて、第1および第2の抵抗値Ra,Rbは減少し、第2および第3の抵抗部22,23の抵抗値も減少する。   Next, resistance values of the first to fourth resistance units 21 to 24 and output signals generated by the magnetic field detection unit 20 will be described. In the present embodiment, in the absence of the output magnetic field component, the magnetization direction of each free layer 204 of the first and second magnetoresistance effect elements 20A and 20B is parallel to the third virtual straight line Ly. It is in the direction. When the direction of the input magnetic field component is the Z direction, the direction of the output magnetic field component received by the first and second magnetoresistance effect elements 20A and 20B in the first and fourth resistance portions 21 and 24 is the X direction, The direction of the output magnetic field component received by the first and second magnetoresistance effect elements 20A and 20B in the second and third resistance portions 22 and 23 is the -X direction. In this case, the magnetization direction of the free layer 204 of the first and second magnetoresistive elements 20A and 20B in the first and fourth resistance portions 21 and 24 is a direction parallel to the third virtual straight line Ly. Tilt toward X direction. As a result, the first and second resistance values Ra and Rb are increased, and the resistance values of the first and fourth resistance units 21 and 24 are also increased, as compared with a state where there is no output magnetic field component. The magnetization direction of the free layer 204 of the first and second magnetoresistive elements 20A and 20B in the second and third resistance portions 22 and 23 is −X from the direction parallel to the third virtual straight line Ly. Tilt in the direction. As a result, the first and second resistance values Ra and Rb are reduced, and the resistance values of the second and third resistance portions 22 and 23 are also reduced, compared to a state where no output magnetic field component exists.

入力磁界成分の方向が−Z方向の場合は、出力磁界成分の方向と、第1ないし第4の抵抗部21〜24の抵抗値の変化は、上述の入力磁界成分の方向がZ方向の場合とは逆になる。   When the direction of the input magnetic field component is in the −Z direction, the change in the direction of the output magnetic field component and the resistance values of the first to fourth resistance units 21 to 24 are as follows. The opposite is true.

第1および第2の抵抗値Ra,Rbの変化量は、それぞれ第1および第2の磁気抵抗効果素子20A,20Bが受ける出力磁界成分の強度に依存する。出力磁界成分の強度が大きくなると、第1および第2の抵抗値Ra,Rbは、その増加量またはその減少量がそれぞれ大きくなる方向に変化する。出力磁界成分の強度が小さくなると、第1および第2の抵抗値Ra,Rbは、その増加量またはその減少量がそれぞれ小さくなる方向に変化する。出力磁界成分の強度は、入力磁界成分の強度に依存する。   The amount of change in the first and second resistance values Ra and Rb depends on the strength of the output magnetic field component received by the first and second magnetoresistance effect elements 20A and 20B, respectively. When the intensity of the output magnetic field component increases, the first and second resistance values Ra and Rb change in a direction in which the increase amount or the decrease amount increases. When the intensity of the output magnetic field component decreases, the first and second resistance values Ra and Rb change in the direction in which the increase amount or the decrease amount decreases. The strength of the output magnetic field component depends on the strength of the input magnetic field component.

このように、入力磁界成分の方向と強度が変化すると、第1ないし第4の抵抗部21〜24のそれぞれの抵抗値は、第1および第4の抵抗部21,24の抵抗値が増加すると共に第2および第3の抵抗部22,23の抵抗値が減少するか、第1および第4の抵抗部21,24の抵抗値が減少すると共に第2および第3の抵抗部22,23の抵抗値が増加するように変化する。これにより、図4に示した第1の出力ポートE1と第2の出力ポートE2との間の電位差が変化する。磁界検出部20は、第1の出力ポートE1と第2の出力ポートE2との間の電位差に依存する信号を出力信号として生成する。   As described above, when the direction and intensity of the input magnetic field component are changed, the resistance values of the first to fourth resistance units 21 to 24 are increased by the resistance values of the first and fourth resistance units 21 and 24, respectively. And the resistance values of the second and third resistance units 22 and 23 decrease or the resistance values of the first and fourth resistance units 21 and 24 decrease and the second and third resistance units 22 and 23 decrease. It changes so that the resistance value increases. As a result, the potential difference between the first output port E1 and the second output port E2 shown in FIG. 4 changes. The magnetic field detection unit 20 generates a signal that depends on the potential difference between the first output port E1 and the second output port E2 as an output signal.

なお、上述のように第1および第2の抵抗値Ra,Rbが変化すると、合成抵抗値Rcも変化する。第1ないし第4の抵抗部21〜24のそれぞれの抵抗値は、合成抵抗値Rcに依存することから、出力信号も、合成抵抗値Rcに依存すると言える。   As described above, when the first and second resistance values Ra and Rb change, the combined resistance value Rc also changes. Since the resistance values of the first to fourth resistance units 21 to 24 depend on the combined resistance value Rc, it can be said that the output signal also depends on the combined resistance value Rc.

次に、本実施の形態に係る磁気センサ1の作用および効果について説明する。始めに、比較例の磁気センサについて説明する。比較例の磁気センサは、本実施の形態における第1および第2の磁気検出素子20A,20Bの代わりに、直列に接続された複数の磁気検出素子を含んでいる。比較例において、全ての磁気検出素子は、端面投影領域R3の端縁R3a(図7参照)と交差するように、端面投影領域R3の内部と外部に跨って配置されている。   Next, the operation and effect of the magnetic sensor 1 according to the present embodiment will be described. First, a magnetic sensor of a comparative example will be described. The magnetic sensor of the comparative example includes a plurality of magnetic detection elements connected in series instead of the first and second magnetic detection elements 20A and 20B in the present embodiment. In the comparative example, all the magnetic detection elements are arranged across the inside and outside of the end surface projection region R3 so as to intersect the edge R3a (see FIG. 7) of the end surface projection region R3.

比較例において、全ての磁気検出素子は、例えば、設計上、仮想の平面Pのうち磁気検出素子と交差する部分の重心が端面投影領域R3の端縁R3aと一致するように配置される。この場合、磁界変換部10と磁界検出部20との位置ずれが生じると、上記重心は、端面投影領域R3の端縁R3aからずれた位置になる。ヨーク11の変換効率が図8に示した例の場合、上記重心が−X方向に0.5μmだけずれると、変換効率は約15%低下する。このように、比較例の磁気センサでは、磁界変換部10と磁界検出部20との位置ずれが生じると、変換効率が大きく変化し、その結果、出力信号が大きく変化する。   In the comparative example, all the magnetic detection elements are arranged so that, for example, the center of gravity of the portion of the virtual plane P that intersects the magnetic detection element coincides with the edge R3a of the end surface projection region R3 by design. In this case, when the positional deviation between the magnetic field conversion unit 10 and the magnetic field detection unit 20 occurs, the center of gravity is shifted from the edge R3a of the end surface projection region R3. In the example shown in FIG. 8 where the conversion efficiency of the yoke 11 is shown, if the center of gravity is shifted by 0.5 μm in the −X direction, the conversion efficiency is reduced by about 15%. As described above, in the magnetic sensor of the comparative example, when the displacement between the magnetic field conversion unit 10 and the magnetic field detection unit 20 occurs, the conversion efficiency changes greatly, and as a result, the output signal changes greatly.

これに対し、本実施の形態では、第1の磁気検出素子20Aは、第2の素子配置領域R2とは交差せずに、第1の素子配置領域R1と交差するように配置されている。第2の磁気検出素子20Bは、第1の素子配置領域R1とは交差せずに、第2の素子配置領域R2と交差するように配置されている。第1および第2の素子配置領域R1,R2の各々は、端面投影領域R3の内部と外部の一方にのみ存在している。本実施の形態では特に、第1の素子配置領域R1は、端面投影領域R3の外部にのみ存在し、第2の素子配置領域R2は、端面投影領域R3の内部にのみ存在していている。   On the other hand, in the present embodiment, the first magnetic detection element 20A is arranged so as to intersect the first element arrangement region R1 without intersecting the second element arrangement region R2. The second magnetic detection element 20B is arranged so as to intersect with the second element arrangement region R2 without intersecting with the first element arrangement region R1. Each of the first and second element arrangement regions R1, R2 exists only in one of the inside and the outside of the end face projection region R3. Particularly in the present embodiment, the first element arrangement region R1 exists only outside the end face projection area R3, and the second element arrangement area R2 exists only inside the end face projection area R3.

ここで、図7に示した第1の重心C1を第1の素子配置領域R1内の第1点とし、図7に示した第2の重心C2を第2の素子配置領域R2内の第2点とした場合について考える。また、第1点とヨーク11のヨーク端面11aの第1の端縁11a1との間の距離を第1の距離とし、第2点と第1の端縁11a1との間の距離を第2の距離とする。磁界変換部10と磁界検出部20との位置ずれが生じると、第1の距離と第2の距離が変化する。   Here, the first center of gravity C1 shown in FIG. 7 is the first point in the first element arrangement region R1, and the second center of gravity C2 shown in FIG. 7 is the second point in the second element arrangement region R2. Consider the case of a point. Further, the distance between the first point and the first end edge 11a1 of the yoke end surface 11a of the yoke 11 is defined as a first distance, and the distance between the second point and the first end edge 11a1 is defined as a second distance. Distance. When the positional deviation between the magnetic field conversion unit 10 and the magnetic field detection unit 20 occurs, the first distance and the second distance change.

第1点と第2点を第2の仮想の直線Lxに平行な一方向に変化させると、第1の距離と第2の距離の一方は減少し、他方は増加する。第1の距離が減少すると、第1点における変換効率が増加し、その結果、第1点における出力磁界成分の強度が増加する。第1の距離が増加すると、第1点における変換効率が減少し、その結果、第1点における出力磁界成分の強度が減少する。第2の距離が減少すると、第2点における変換効率が増加し、その結果、第2点における出力磁界成分の強度が増加する。第2の距離が増加すると、第2点における変換効率が減少し、その結果、第2点における出力磁界成分の強度が減少する。   When the first point and the second point are changed in one direction parallel to the second virtual straight line Lx, one of the first distance and the second distance decreases and the other increases. When the first distance decreases, the conversion efficiency at the first point increases, and as a result, the strength of the output magnetic field component at the first point increases. As the first distance increases, the conversion efficiency at the first point decreases, and as a result, the strength of the output magnetic field component at the first point decreases. When the second distance decreases, the conversion efficiency at the second point increases, and as a result, the strength of the output magnetic field component at the second point increases. When the second distance increases, the conversion efficiency at the second point decreases, and as a result, the strength of the output magnetic field component at the second point decreases.

例えば、第1および第4の抵抗部21,24では、第1点と第2点をX方向に変化させると、第1の距離は減少し、第2の距離は増加する。その結果、第1点における変換効率と出力磁界成分の強度は増加し、第2点における変換効率と出力磁界成分の強度は減少する。また、第1点と第2点を−X方向に変化させると、第1の距離は増加し、第2の距離は減少する。その結果、第1点における変換効率と出力磁界成分の強度は減少し、第2点における変換効率と出力磁界成分の強度は増加する。これらのいずれの場合においても、第1および第4の抵抗部21,24の各々の全体で見ると、比較例と比べて、位置ずれによる変換効率の変化量と出力磁界成分の強度の変化量は小さくなり、その結果、位置ずれによる第1および第4の抵抗部21,24の抵抗値の変化量も小さくなる。   For example, in the first and fourth resistance portions 21 and 24, when the first point and the second point are changed in the X direction, the first distance decreases and the second distance increases. As a result, the conversion efficiency and the strength of the output magnetic field component at the first point increase, and the conversion efficiency and the strength of the output magnetic field component at the second point decrease. Further, when the first point and the second point are changed in the −X direction, the first distance increases and the second distance decreases. As a result, the conversion efficiency and the intensity of the output magnetic field component at the first point decrease, and the conversion efficiency and the intensity of the output magnetic field component at the second point increase. In any of these cases, the amount of change in conversion efficiency and the amount of change in the intensity of the output magnetic field component due to misregistration are larger than in the comparative example when viewed in the entirety of each of the first and fourth resistance units 21 and 24. As a result, the amount of change in the resistance values of the first and fourth resistance portions 21 and 24 due to the displacement is also reduced.

上記の第1および第4の抵抗部21,24についての説明は、第2および第3の抵抗部22,23にも当てはまる。なお、第2および第3の抵抗部22,23では、第1点と第2点をX方向に変化させると、第1の距離は増加し、第2の距離は減少する。また、第1点と第2点を−X方向に変化させると、第1の距離は減少し、第2の距離は増加する。   The above description of the first and fourth resistance portions 21 and 24 also applies to the second and third resistance portions 22 and 23. In the second and third resistance portions 22 and 23, when the first point and the second point are changed in the X direction, the first distance increases and the second distance decreases. Further, when the first point and the second point are changed in the −X direction, the first distance decreases and the second distance increases.

以上のことから、本実施の形態によれば、位置ずれによる出力信号の変化を抑制することができる。   From the above, according to the present embodiment, it is possible to suppress the change in the output signal due to the positional deviation.

ところで、位置ずれによる第1ないし第4の抵抗部21,22,23,24の各々の抵抗値の変化量を小さくするためには、第1の重心C1における変換効率の傾きの絶対値と第2の重心C2における変換効率の傾きの絶対値が近いことが好ましい。この観点から、第1の重心C1における変換効率の傾きの絶対値に対する、第2の重心C2における変換効率の傾きの絶対値の比率は、0.83〜1.20の範囲内であることがより好ましい。   By the way, in order to reduce the amount of change in the resistance value of each of the first to fourth resistance units 21, 22, 23, and 24 due to the displacement, the absolute value of the slope of the conversion efficiency at the first centroid C1 and the first The absolute value of the gradient of the conversion efficiency at the center of gravity C2 of 2 is preferably close. From this point of view, the ratio of the absolute value of the slope of the conversion efficiency at the second centroid C2 to the absolute value of the slope of the conversion efficiency at the first centroid C1 may be in the range of 0.83 to 1.20. More preferred.

ここで、特許文献1に記載された技術では、磁気抵抗効果素子と軟磁性体との位置ずれによる変換効率の変化を抑制することが難しい理由について説明する。特許文献1では、全ての磁気抵抗効果素子は、磁気抵抗効果素子の中心が、端面投影領域R3に相当する軟磁性体の端面投影領域の外部に位置し、磁気抵抗効果素子の全体は軟磁性体の端面投影領域の内部と外部に跨るように配置されている。特許文献1では、2つの磁気抵抗効果素子が直列に接続されて素子群が構成されている。磁気抵抗効果素子と軟磁性体との位置ずれが生じると、素子群が構成する2つの磁気抵抗効果素子の一方は、その中心が端面投影領域の内部と外部の境界から遠ざかり、素子群が構成する2つの磁気抵抗効果素子の他方は、その中心が端面投影領域の内部と外部の境界に近づく。この場合、中心が端面投影領域の内部と外部の境界から遠ざかった磁気抵抗効果素子では変換効率の減少量が大きく、磁気抵抗効果素子の中心が投影領域の内部と外部の境界に近づいた磁気抵抗効果素子では変換効率の増加量が小さい。そのため、特許文献1に記載された技術では、磁気抵抗効果素子と軟磁性体との位置ずれが生じたときに、素子群における変換効率の変化量は大きくなる。   Here, the reason why it is difficult to suppress the change in conversion efficiency due to the positional deviation between the magnetoresistive effect element and the soft magnetic material in the technique described in Patent Document 1 will be described. In Patent Document 1, all the magnetoresistive effect elements have the center of the magnetoresistive effect element positioned outside the end face projection area of the soft magnetic material corresponding to the end face projection area R3, and the entire magnetoresistive effect element is soft magnetic. It is arranged so as to straddle the inside and outside of the end face projection area of the body. In Patent Document 1, two magnetoresistive elements are connected in series to form an element group. If the magnetoresistive effect element and the soft magnetic material are misaligned, one of the two magnetoresistive effect elements that the element group constitutes is centered away from the boundary between the inside and the outside of the end face projection region, and the element group constitutes The other of the two magnetoresistive effect elements has a center approaching the boundary between the inside and outside of the end face projection region. In this case, the magnetoresistance effect element whose center is far from the boundary between the inside and outside of the end face projection area has a large reduction in conversion efficiency, and the magnetoresistive element whose center is close to the boundary between the inside and outside of the projection area. In the effect element, the increase in conversion efficiency is small. Therefore, in the technique described in Patent Document 1, when the positional deviation between the magnetoresistive element and the soft magnetic material occurs, the amount of change in conversion efficiency in the element group increases.

次に、図6に示した磁気センサユニット100の磁気センサ2,3の構成について簡単に説明する。磁気センサ2,3の構成は、基本的には、本実施の形態に係る磁気センサ1の構成と同じである。ただし、磁気センサ2,3では、磁界変換部10が設けられていない。磁気センサ2は、Y方向の磁界を検出するように構成されている。具体的には、例えば、磁気センサ2では、第1および第4の抵抗部21,24に含まれる第1および第2の磁気検出素子20A,20Bの磁化固定層202の磁化の方向を、Y方向とし、磁気センサ2の第1および第4の抵抗部21,24に含まれる第1および第2の磁気検出素子20A,20Bの磁化固定層202の磁化の方向を、−Y方向とする。   Next, the configuration of the magnetic sensors 2 and 3 of the magnetic sensor unit 100 shown in FIG. 6 will be briefly described. The configuration of the magnetic sensors 2 and 3 is basically the same as the configuration of the magnetic sensor 1 according to the present embodiment. However, the magnetic sensors 2 and 3 are not provided with the magnetic field conversion unit 10. The magnetic sensor 2 is configured to detect a magnetic field in the Y direction. Specifically, for example, in the magnetic sensor 2, the magnetization direction of the magnetization fixed layer 202 of the first and second magnetic detection elements 20A and 20B included in the first and fourth resistance units 21 and 24 is expressed as Y The magnetization direction of the magnetization fixed layer 202 of the first and second magnetic detection elements 20A and 20B included in the first and fourth resistance portions 21 and 24 of the magnetic sensor 2 is defined as a −Y direction.

また、磁気センサ3は、X方向の磁界を検出するように構成されている。具体的には、例えば、磁気センサ3では、第1および第4の抵抗部21,24に含まれる第1および第2の磁気検出素子20A,20Bの磁化固定層202の磁化の方向を、X方向とし、磁気センサ2の第1および第4の抵抗部21,24に含まれる第1および第2の磁気検出素子20A,20Bの磁化固定層202の磁化の方向を、−X方向とする。   The magnetic sensor 3 is configured to detect a magnetic field in the X direction. Specifically, for example, in the magnetic sensor 3, the magnetization direction of the magnetization fixed layer 202 of the first and second magnetic detection elements 20A and 20B included in the first and fourth resistance portions 21 and 24 is expressed as X The magnetization direction of the magnetization fixed layer 202 of the first and second magnetic detection elements 20A and 20B included in the first and fourth resistance portions 21 and 24 of the magnetic sensor 2 is defined as a −X direction.

[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。始めに、図9および図10を参照して、本実施の形態に係る磁気センサの構成について説明する。図9は、本実施の形態に係る磁気センサの構成を模式的に示す説明図である。図10は、本実施の形態に係る磁気センサの一部を示す分解斜視図である。本実施の形態に係る磁気センサ1は、以下の点で第1の実施の形態と異なっている。本実施の形態に係る磁気センサ1は、第1の実施の形態における配線層30の代わりに、配線層130を備えている。配線層130は、第1および第2の磁気検出素子20A,20Bを電気的に接続する。Z方向から見た配線層130の全体の形状は、ミアンダ形状である。配線層130は、複数の下部電極131と、複数の上部電極132とを含んでいる。なお、図9では、下部電極131および上部電極132を省略して、配線層130の全体の形状のみを示している。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. First, the configuration of the magnetic sensor according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 9 and 10. FIG. 9 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of the magnetic sensor according to the present embodiment. FIG. 10 is an exploded perspective view showing a part of the magnetic sensor according to the present embodiment. The magnetic sensor 1 according to the present embodiment is different from the first embodiment in the following points. The magnetic sensor 1 according to the present embodiment includes a wiring layer 130 instead of the wiring layer 30 in the first embodiment. The wiring layer 130 electrically connects the first and second magnetic detection elements 20A and 20B. The overall shape of the wiring layer 130 viewed from the Z direction is a meander shape. The wiring layer 130 includes a plurality of lower electrodes 131 and a plurality of upper electrodes 132. In FIG. 9, the lower electrode 131 and the upper electrode 132 are omitted, and only the entire shape of the wiring layer 130 is shown.

複数の下部電極131は、第1の実施の形態における図6に示した基板101の上面101a上に配置されている。本実施の形態では、第1および第2の磁気検出素子20A,20Bは、複数の下部電極131の上に配置されている。複数の上部電極132は、第1および第2の磁気検出素子20A,20Bの上に配置されている。本実施の形態では、複数のヨーク11は、複数の上部電極132の上方に配置されている。   The plurality of lower electrodes 131 are arranged on the upper surface 101a of the substrate 101 shown in FIG. 6 in the first embodiment. In the present embodiment, the first and second magnetic detection elements 20 </ b> A and 20 </ b> B are disposed on the plurality of lower electrodes 131. The plurality of upper electrodes 132 are disposed on the first and second magnetic detection elements 20A and 20B. In the present embodiment, the plurality of yokes 11 are disposed above the plurality of upper electrodes 132.

本実施の形態では、第1の磁気検出素子20Aは、第1の磁気抵抗効果素子であり、第2の磁気検出素子20Bは、第2の磁気抵抗効果素子である。以下、第1の磁気検出素子20Aを第1の磁気抵抗効果素子20Aとも記し、第2の磁気検出素子20Bを第2の磁気抵抗効果素子20Bとも記す。以下、第1および第2の磁気検出素子20A,20Bと下部電極131および上部電極132との接続関係について説明する。ここでは、第1の抵抗部21または第4の抵抗部24の1つの磁気検出素子列120を例にとって説明する。図10には、第1の抵抗部21または第4の抵抗部24の1つの磁気検出素子列120を示している。   In the present embodiment, the first magnetic detection element 20A is a first magnetoresistance effect element, and the second magnetic detection element 20B is a second magnetoresistance effect element. Hereinafter, the first magnetic detection element 20A is also referred to as a first magnetoresistance effect element 20A, and the second magnetic detection element 20B is also referred to as a second magnetoresistance effect element 20B. Hereinafter, the connection relationship between the first and second magnetic detection elements 20A and 20B, the lower electrode 131, and the upper electrode 132 will be described. Here, one magnetic detection element array 120 of the first resistance part 21 or the fourth resistance part 24 will be described as an example. FIG. 10 shows one magnetic detection element array 120 of the first resistor portion 21 or the fourth resistor portion 24.

図10に示したように、複数の下部電極131は、複数の第1の電極131Aと複数の第2の電極131Bとを含んでいる。第1および第2の電極131A,131Bの各々は、Y方向に細長い形状を有している。Y方向に隣接する2つの第1の電極131Aの間には、間隙が形成されている。第1の電極131Aの上面上において、Y方向の両端の近傍に、それぞれ第1の磁気抵抗効果素子20Aが配置されている。また、Y方向に隣接する2つの第2の電極131Bの間には、間隙が形成されている。第2の電極131Bの上面上において、Y方向の両端の近傍に、それぞれ第2の磁気抵抗効果素子20Bが配置されている。   As shown in FIG. 10, the plurality of lower electrodes 131 includes a plurality of first electrodes 131A and a plurality of second electrodes 131B. Each of the first and second electrodes 131A and 131B has an elongated shape in the Y direction. A gap is formed between two first electrodes 131A adjacent in the Y direction. On the upper surface of the first electrode 131A, the first magnetoresistance effect element 20A is disposed in the vicinity of both ends in the Y direction. A gap is formed between two second electrodes 131B adjacent in the Y direction. On the upper surface of the second electrode 131B, the second magnetoresistance effect element 20B is disposed in the vicinity of both ends in the Y direction.

また、図10に示したように、複数の上部電極132は、複数の第3の電極132Aと複数の第4の電極132Bとを含んでいる。複数の第3の電極132Aの各々は、Y方向に隣接する2つの第1の電極131A上に配置されて隣接する2つの第1の磁気抵抗効果素子20Aを電気的に接続する。複数の第4の電極132Bの各々は、Y方向に隣接する2つの第2の電極131B上に配置されて隣接する2つの第2の磁気抵抗効果素子20Bを電気的に接続する。   As shown in FIG. 10, the plurality of upper electrodes 132 include a plurality of third electrodes 132A and a plurality of fourth electrodes 132B. Each of the plurality of third electrodes 132A is disposed on the two first electrodes 131A adjacent in the Y direction and electrically connects the two adjacent first magnetoresistive elements 20A. Each of the plurality of fourth electrodes 132B is disposed on the two second electrodes 131B adjacent in the Y direction and electrically connects the two adjacent second magnetoresistance effect elements 20B.

第2の抵抗部22または第3の抵抗部23の1つの磁気検出素子列120における、第1および第2の磁気検出素子20A,20Bと下部電極131および上部電極132との接続関係は、基本的には、図10を参照して説明した接続関係と同じである。   The connection relationship between the first and second magnetic detection elements 20A, 20B, the lower electrode 131, and the upper electrode 132 in one magnetic detection element array 120 of the second resistance section 22 or the third resistance section 23 is basically the same. Specifically, the connection relationship described with reference to FIG. 10 is the same.

配線層130は、更に、複数の第1の接続電極と複数の第2の接続電極を含んでいる。第1の接続電極は、複数の磁気検出素子列120の各々において第1の部分と第2の部分が直列に接続されるように第1の電極131Aと第2の電極131Bとを電気的に接続する。第2の接続電極は、第1ないし第4の抵抗部21〜24の各々において複数の磁気検出素子列120が直列に接続されるように第1の電極131Aと第2の電極131Bとを電気的に接続する。このような構成により、第1ないし第4の抵抗部21〜24の各々は、直列に接続された複数の第1の磁気抵抗効果素子20Aおよび複数の第2の磁気抵抗効果素子20Bを含んでいる。   The wiring layer 130 further includes a plurality of first connection electrodes and a plurality of second connection electrodes. The first connection electrode electrically connects the first electrode 131A and the second electrode 131B so that the first portion and the second portion are connected in series in each of the plurality of magnetic detection element arrays 120. Connecting. The second connection electrode electrically connects the first electrode 131A and the second electrode 131B so that the plurality of magnetic detection element arrays 120 are connected in series in each of the first to fourth resistance portions 21 to 24. Connect. With such a configuration, each of the first to fourth resistance units 21 to 24 includes a plurality of first magnetoresistance effect elements 20A and a plurality of second magnetoresistance effect elements 20B connected in series. Yes.

本実施の形態では、第1ないし第4の抵抗部21〜24の各々において直列に接続された第1および第2の磁気抵抗効果素子20A,20Bがそれぞれ受ける出力磁界成分の方向は同じである。   In the present embodiment, the directions of the output magnetic field components received by the first and second magnetoresistive elements 20A and 20B connected in series in each of the first to fourth resistance units 21 to 24 are the same. .

ここで、第1ないし第4の抵抗部21〜24の各々に含まれる複数の第1の磁気抵抗効果素子20Aの数をnとする。第1ないし第4の抵抗部21〜24の各々に含まれる複数の第2の磁気抵抗効果素子20Bの数もnである。この場合、第1の磁気抵抗効果素子20Aの第1の抵抗値を記号Raで表し、第2の磁気抵抗効果素子20Bの第2の抵抗値を記号Rbで表すと、第1ないし第4の抵抗部21〜24の各々の抵抗値は、n(Ra+Rb)である。   Here, the number of the plurality of first magnetoresistance effect elements 20A included in each of the first to fourth resistance portions 21 to 24 is n. The number of the plurality of second magnetoresistive elements 20B included in each of the first to fourth resistance units 21 to 24 is n. In this case, when the first resistance value of the first magnetoresistance effect element 20A is represented by the symbol Ra and the second resistance value of the second magnetoresistance effect element 20B is represented by the symbol Rb, the first to fourth Each resistance value of the resistance units 21 to 24 is n (Ra + Rb).

本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第1の実施の形態と同様である。   Other configurations, operations, and effects in the present embodiment are the same as those in the first embodiment.

[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。始めに、図11および図12を参照して、本実施の形態に係る磁気センサの構成について説明する。図11は、本実施の形態に係る磁気センサの構成を模式的に示す説明図である。図12は、本実施の形態に係る磁気センサの一部を示す分解斜視図である。本実施の形態に係る磁気センサ1は、以下の点で第1の実施の形態と異なっている。本実施の形態では、磁界検出部20の第1ないし第4の抵抗部21〜24の各々は、第1の実施の形態における複数の磁気検出素子列120の代わりに、1つの磁気検出素子列220を含んでいる。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. First, the configuration of the magnetic sensor according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 11 and 12. FIG. 11 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of the magnetic sensor according to the present embodiment. FIG. 12 is an exploded perspective view showing a part of the magnetic sensor according to the present embodiment. The magnetic sensor 1 according to the present embodiment is different from the first embodiment in the following points. In the present embodiment, each of the first to fourth resistance units 21 to 24 of the magnetic field detection unit 20 has one magnetic detection element array instead of the plurality of magnetic detection element arrays 120 in the first embodiment. 220 is included.

磁気検出素子列220は、複数の第1の磁気検出素子20AがY方向に並んだ第1の部分と、複数の第2の磁気検出素子20BがY方向に並んだ第2の部分とを含んでいる。第1の抵抗部21と第2の抵抗部22では、磁気検出素子列220の第1の部分と第2の部分は、X方向にこの順に並んでいる。第3の抵抗部23と第4の抵抗部24では、磁気検出素子列220の第1の部分と第2の部分は、−X方向にこの順に並んでいる。   The magnetic detection element array 220 includes a first portion in which a plurality of first magnetic detection elements 20A are arranged in the Y direction, and a second portion in which a plurality of second magnetic detection elements 20B are arranged in the Y direction. It is out. In the first resistance part 21 and the second resistance part 22, the first part and the second part of the magnetic detection element array 220 are arranged in this order in the X direction. In the third resistor portion 23 and the fourth resistor portion 24, the first portion and the second portion of the magnetic detection element array 220 are arranged in this order in the −X direction.

また、本実施の形態では、磁界変換部10は、第1の実施の形態における複数のヨーク11の代わりに、2つのヨーク12を含んでいる。2つのヨーク12の各々は、第3の仮想の直線Lyに平行な方向に長い直方体形状を有している。2つのヨーク12のうちの一方は、第1および第3の抵抗部21,23の磁気検出素子列220の第2の部分に重なるように配置されている。2つのヨーク12のうちの他方は、第2および第4の抵抗部22,24の磁気検出素子列220の第2の部分に重なるように配置されている。また、2つのヨーク12は、Y方向に並んでいる。   Further, in the present embodiment, the magnetic field conversion unit 10 includes two yokes 12 instead of the plurality of yokes 11 in the first embodiment. Each of the two yokes 12 has a rectangular parallelepiped shape that is long in a direction parallel to the third virtual straight line Ly. One of the two yokes 12 is disposed so as to overlap the second portion of the magnetic detection element array 220 of the first and third resistance units 21 and 23. The other of the two yokes 12 is disposed so as to overlap the second portion of the magnetic detection element array 220 of the second and fourth resistance portions 22 and 24. The two yokes 12 are arranged in the Y direction.

また、本実施の形態では、磁界検出部20の第1および第3の抵抗部21,23に含まれる第1および第2の磁気検出素子20A,20Bである第1および第2の磁気抵抗効果素子20A,20Bの磁化固定層202(図5参照)の磁化の方向は、−X方向である。磁界検出部20の第2および第4の抵抗部22,24に含まれる第1および第2の磁気検出素子20A,20Bである第1および第2の磁気抵抗効果素子20A,20Bの磁化固定層202の磁化の方向は、X方向である。図12において、符号41を付した矢印は、第1および第3の抵抗部21,23に含まれる第1の磁気抵抗効果素子20Aの磁化固定層202の磁化の方向を表し、符号42を付した矢印は、第1および第3の抵抗部21,23に含まれる第2の磁気抵抗効果素子20Bの磁化固定層202の磁化の方向を表している。   In the present embodiment, the first and second magnetoresistive effects that are the first and second magnetic detection elements 20A and 20B included in the first and third resistance units 21 and 23 of the magnetic field detection unit 20 are also described. The magnetization direction of the magnetization fixed layer 202 (see FIG. 5) of the elements 20A and 20B is the −X direction. Magnetization pinned layers of the first and second magnetoresistance effect elements 20A and 20B, which are the first and second magnetic detection elements 20A and 20B included in the second and fourth resistance sections 22 and 24 of the magnetic field detection section 20. The magnetization direction of 202 is the X direction. In FIG. 12, an arrow with a reference numeral 41 represents the magnetization direction of the magnetization fixed layer 202 of the first magnetoresistive effect element 20 </ b> A included in the first and third resistance units 21 and 23, and is attached with a reference numeral 42. The arrows indicated indicate the magnetization directions of the magnetization fixed layer 202 of the second magnetoresistance effect element 20B included in the first and third resistance portions 21 and 23.

本実施の形態では、第2の抵抗部22内の第1および第2の磁気抵抗効果素子22A,22Bが受ける出力磁界成分の方向は、第1の抵抗部21内の第1および第2の磁気抵抗効果素子21A,21Bが受ける出力磁界成分の方向と同じである。一方、第3の抵抗部23内の第1および第2の磁気抵抗効果素子23A,23Bが受ける出力磁界成分の方向と、第4の抵抗部24内の第1および第2の磁気抵抗効果素子24A,24Bが受ける出力磁界成分の方向は、第1の抵抗部21内の第1および第2の磁気抵抗効果素子21A,21Bが受ける出力磁界成分の方向とは反対である。   In the present embodiment, the directions of the output magnetic field components received by the first and second magnetoresistive elements 22A and 22B in the second resistor 22 are the first and second in the first resistor 21. The direction of the output magnetic field component received by the magnetoresistive effect elements 21A and 21B is the same. On the other hand, the direction of the output magnetic field component received by the first and second magnetoresistance effect elements 23A and 23B in the third resistance section 23, and the first and second magnetoresistance effect elements in the fourth resistance section 24 The direction of the output magnetic field component received by 24A and 24B is opposite to the direction of the output magnetic field component received by the first and second magnetoresistance effect elements 21A and 21B in the first resistance section 21.

次に、図13を参照して、ヨーク12と第1および第2の磁気検出素子20A,20Bの位置関係について説明する。図13は、ヨーク12と第1および第2の磁気検出素子20A,20Bの位置関係を示す説明図である。ここでは、第1の抵抗部21の磁気検出素子列120および第3の抵抗部23の磁気検出素子列120と重なるヨーク12を例にとって説明する。図13には、第1の抵抗部21の磁気検出素子列120および第3の抵抗部23の磁気検出素子列120とヨーク12を示している。   Next, the positional relationship between the yoke 12 and the first and second magnetic detection elements 20A and 20B will be described with reference to FIG. FIG. 13 is an explanatory diagram showing the positional relationship between the yoke 12 and the first and second magnetic detection elements 20A and 20B. Here, a description will be given by taking, as an example, the yoke 12 that overlaps the magnetic detection element array 120 of the first resistance section 21 and the magnetic detection element array 120 of the third resistance section 23. FIG. 13 shows the magnetic detection element array 120 of the first resistance section 21, the magnetic detection element array 120 of the third resistance section 23, and the yoke 12.

図13に示したように、ヨーク12は、第1の仮想の直線Lzに平行な方向の一方の端に位置するヨーク端面12aを有している。本実施の形態では、ヨーク端面12aは、ヨーク12の−Z方向の端に位置する。第1の実施の形態で説明したように、端面投影領域R3は、仮想の平面P上に磁界変換部10の端面を垂直投影してできる領域である。端面投影領域R3は、仮想の平面P上にヨーク端面12aを垂直投影してできるヨーク端面投影領域R32を含んでいる。ここで、第1の素子配置領域R1のうち、第1の抵抗部21の第1の磁気検出素子21Aの位置を規定する第1の素子配置領域R1を符号R11で表し、第3の抵抗部23の第1の磁気検出素子23Aの位置を規定する第1の素子配置領域R1を符号R13で表す。また、第2の素子配置領域R2のうち、第1の抵抗部21の第2の磁気検出素子21Bの位置を規定する第2の素子配置領域R2を符号R21で表し、第3の抵抗部23の第2の磁気検出素子23Bの位置を規定する第2の素子配置領域R2を符号R23で表す。図13に示したように、第1の素子配置領域R11,R13は、ヨーク端面投影領域R32の外部にのみ存在している。第2の素子配置領域R21,R23は、ヨーク端面投影領域R32の内部にのみ存在している。   As shown in FIG. 13, the yoke 12 has a yoke end surface 12a located at one end in a direction parallel to the first virtual straight line Lz. In the present embodiment, the yoke end surface 12 a is located at the end of the yoke 12 in the −Z direction. As described in the first embodiment, the end surface projection region R3 is a region obtained by vertically projecting the end surface of the magnetic field conversion unit 10 on the virtual plane P. The end surface projection region R3 includes a yoke end surface projection region R32 formed by vertically projecting the yoke end surface 12a onto the virtual plane P. Here, in the first element arrangement area R1, the first element arrangement area R1 that defines the position of the first magnetic detection element 21A of the first resistance section 21 is denoted by reference numeral R11, and the third resistance section The first element arrangement region R1 that defines the position of the 23 first magnetic detection elements 23A is denoted by reference numeral R13. In addition, in the second element arrangement region R2, the second element arrangement region R2 that defines the position of the second magnetic detection element 21B of the first resistor 21 is denoted by reference numeral R21, and the third resistor 23 The second element arrangement region R2 that defines the position of the second magnetic detection element 23B is denoted by reference numeral R23. As shown in FIG. 13, the first element arrangement regions R11 and R13 exist only outside the yoke end surface projection region R32. The second element arrangement regions R21 and R23 exist only inside the yoke end surface projection region R32.

また、ヨーク端面12aは、第2の仮想の直線Lxに平行な方向の両端に位置する第1の端縁12a1および第2の端縁12a2と、第3の仮想の直線Lyに平行な方向の両端に位置する第3の端縁12a3および第4の端縁12a4とを有している。第1の端縁12a1はヨーク端面12aの−X方向の端に位置し、第2の端縁12a2はヨーク端面12aのX方向の端に位置し、第3の端縁12a3はヨーク端面12aの−Y方向の端に位置し、第4の端縁12a4はヨーク端面12aのY方向の端に位置する。   The yoke end surface 12a has a first end edge 12a1 and a second end edge 12a2 positioned at both ends in a direction parallel to the second virtual straight line Lx, and a direction parallel to the third virtual straight line Ly. It has the 3rd edge 12a3 and the 4th edge 12a4 which are located in both ends. The first end edge 12a1 is located at the end of the yoke end face 12a in the −X direction, the second end edge 12a2 is located at the end of the yoke end face 12a in the X direction, and the third end edge 12a3 is located on the yoke end face 12a. The fourth end edge 12a4 is located at the end in the Y direction of the yoke end surface 12a.

ヨーク端面投影領域R32は、第2の仮想の直線Lxに平行な方向における互いに反対側の端に位置する第1の端縁R32aと第2の端縁R32bを有している。第1の端縁R32aは、ヨーク端面投影領域R32の−X方向の端に位置する。第2の端縁R32bは、ヨーク端面投影領域R32のX方向の端に位置する。第1の端縁R32aは、仮想の平面P上にヨーク端面12aの第1の端縁12a1を垂直投影してできる端縁である。第2の端縁R32bは、仮想の平面P上にヨーク端面12aの第2の端縁12a2を垂直投影してできる端縁である。   The yoke end surface projection region R32 has a first end edge R32a and a second end edge R32b located at opposite ends in a direction parallel to the second imaginary straight line Lx. The first end edge R32a is located at the −X direction end of the yoke end surface projection region R32. The second edge R32b is located at the end of the yoke end surface projection region R32 in the X direction. The first edge R32a is an edge formed by vertically projecting the first edge 12a1 of the yoke end surface 12a onto the virtual plane P. The second edge R32b is an edge formed by vertically projecting the second edge 12a2 of the yoke end surface 12a onto the virtual plane P.

第1の端縁R32aは、端面投影領域R3の端縁R3aに一致する。端面投影領域R3は、更に、第2の仮想の直線Lxに直交する端縁R3bを有している。ヨーク端面投影領域R32の第2の端縁R32bは、端面投影領域R3の端縁R3bに一致する。   The first edge R32a coincides with the edge R3a of the end surface projection region R3. The end surface projection region R3 further has an end edge R3b orthogonal to the second virtual straight line Lx. The second end edge R32b of the yoke end surface projection region R32 coincides with the end edge R3b of the end surface projection region R3.

本実施の形態では、第1の素子配置領域R11と第2の素子配置領域R21は、互いに接している。端面投影領域R3の端縁R3aおよびヨーク端面投影領域R32の第1の端縁R32aは、第1の素子配置領域R11と第2の素子配置領域R21の境界と一致している。また、本実施の形態では、第1の素子配置領域R13と第2の素子配置領域R23は、互いに接している。端面投影領域R3の端縁R3bおよびヨーク端面投影領域R32の第2の端縁R32bは、第1の素子配置領域R13と第2の素子配置領域R23の境界と一致している。   In the present embodiment, the first element arrangement region R11 and the second element arrangement region R21 are in contact with each other. The edge R3a of the end surface projection region R3 and the first edge R32a of the yoke end surface projection region R32 coincide with the boundary between the first element placement region R11 and the second element placement region R21. In the present embodiment, the first element arrangement region R13 and the second element arrangement region R23 are in contact with each other. The edge R3b of the end surface projection region R3 and the second edge R32b of the yoke end surface projection region R32 coincide with the boundary between the first element placement region R13 and the second element placement region R23.

第1の磁気検出素子21Aは、第2の素子配置領域R21とは交差せずに、第1の素子配置領域R11と交差するように配置されている。第2の磁気検出素子21Bは、第1の素子配置領域R11とは交差せずに、第2の素子配置領域R21と交差するように配置されている。   The first magnetic detection element 21A is arranged so as to intersect with the first element arrangement region R11 without intersecting with the second element arrangement region R21. The second magnetic detection element 21B is arranged so as to intersect the second element arrangement region R21 without intersecting the first element arrangement region R11.

第1の磁気検出素子23Aは、第2の素子配置領域R23とは交差せずに、第1の素子配置領域R13と交差するように配置されている。第2の磁気検出素子23Bは、第1の素子配置領域R13とは交差せずに、第2の素子配置領域R23と交差するように配置されている。   The first magnetic detection element 23A is arranged so as to intersect the first element arrangement region R13 without intersecting the second element arrangement region R23. The second magnetic detection element 23B is arranged so as to intersect with the second element arrangement region R23 without intersecting with the first element arrangement region R13.

ヨーク12と磁気検出素子22A,22B,24A,24Bとの位置関係は、基本的には、図13を参照して説明した位置関係と同様である。ここで、第1の素子配置領域R1のうち、第2の抵抗部22の第1の磁気検出素子22Aの位置を規定する第1の素子配置領域R1を符号R12で表し、第4の抵抗部24の第1の磁気検出素子24Aの位置を規定する第1の素子配置領域R1を符号R14で表す。また、第2の素子配置領域R2のうち、第3の抵抗部23の第2の磁気検出素子23Bの位置を規定する第2の素子配置領域R2を符号R23で表し、第4の抵抗部24の第2の磁気検出素子24Bの位置を規定する第2の素子配置領域R2を符号R24で表す。図13を参照して説明した位置関係の説明中の磁気検出素子21A,21B,23A,23Bおよび素子配置領域R11,R21,R13,R23を磁気検出素子22A,22B,24A,24Bおよび素子配置領域R12,R22,R14,R24に置き換えれば、ヨーク12と磁気検出素子22A,22B,24A,24Bとの位置関係の説明になる。   The positional relationship between the yoke 12 and the magnetic detection elements 22A, 22B, 24A, and 24B is basically the same as the positional relationship described with reference to FIG. Here, in the first element arrangement area R1, the first element arrangement area R1 that defines the position of the first magnetic detection element 22A of the second resistance section 22 is denoted by reference numeral R12, and the fourth resistance section The first element arrangement region R1 that defines the positions of the 24 first magnetic detection elements 24A is denoted by reference numeral R14. Further, in the second element arrangement region R2, the second element arrangement region R2 that defines the position of the second magnetic detection element 23B of the third resistance unit 23 is denoted by reference numeral R23, and the fourth resistance unit 24 is provided. A second element arrangement region R2 that defines the position of the second magnetic detection element 24B is denoted by reference numeral R24. The magnetic detection elements 21A, 21B, 23A, 23B and the element arrangement regions R11, R21, R13, R23 in the description of the positional relationship described with reference to FIG. If replaced with R12, R22, R14, R24, the positional relationship between the yoke 12 and the magnetic detection elements 22A, 22B, 24A, 24B will be described.

次に、本実施の形態における第1ないし第4の抵抗部21〜24の抵抗値について説明する。以下、第1の磁気抵抗効果素子20Aの第1の抵抗値を記号Raで表し、第2の磁気抵抗効果素子20Bの第2の抵抗値を記号Rbで表す。第1の実施の形態で説明したように、出力磁界成分が存在しない状態では、第1および第2の磁気抵抗効果素子20A,20Bの各々の自由層204(図5参照)の磁化の方向は、第3の仮想の直線Lyに平行な方向になっている。入力磁界成分の方向がZ方向の場合、第1および第2の抵抗部21,22内の第1および第2の磁気抵抗効果素子20A,20Bが受ける出力磁界成分の方向はX方向になり、第3および第4の抵抗部23,24内の第1および第2の磁気抵抗効果素子20A,20Bが受ける出力磁界成分の方向は−X方向になる。この場合、第1の抵抗部21では、出力磁界成分が存在しない状態と比べて、第1および第2の抵抗値Ra,Rbは増加し、第1の抵抗部21の抵抗値も増加する。第2の抵抗部22では、出力磁界成分が存在しない状態と比べて、第1および第2の抵抗値Ra,Rbは減少し、第2の抵抗部22の抵抗値も減少する。第3の抵抗部23では、出力磁界成分が存在しない状態と比べて、第1および第2の抵抗値Ra,Rbは減少し、第3の抵抗部23の抵抗値も減少する。第4の抵抗部24では、出力磁界成分が存在しない状態と比べて、第1および第2の抵抗値Ra,Rbは増加し、第4の抵抗部24の抵抗値も増加する。   Next, resistance values of the first to fourth resistance portions 21 to 24 in the present embodiment will be described. Hereinafter, the first resistance value of the first magnetoresistance effect element 20A is represented by the symbol Ra, and the second resistance value of the second magnetoresistance effect element 20B is represented by the symbol Rb. As described in the first embodiment, in the state where the output magnetic field component does not exist, the magnetization direction of each free layer 204 (see FIG. 5) of each of the first and second magnetoresistance effect elements 20A and 20B is The direction is parallel to the third virtual straight line Ly. When the direction of the input magnetic field component is the Z direction, the direction of the output magnetic field component received by the first and second magnetoresistive elements 20A and 20B in the first and second resistance units 21 and 22 is the X direction, The direction of the output magnetic field component received by the first and second magnetoresistance effect elements 20A and 20B in the third and fourth resistance portions 23 and 24 is the -X direction. In this case, in the first resistance unit 21, the first and second resistance values Ra and Rb are increased and the resistance value of the first resistance unit 21 is also increased as compared to a state where no output magnetic field component is present. In the second resistance unit 22, the first and second resistance values Ra and Rb are reduced, and the resistance value of the second resistance unit 22 is also reduced, compared to a state where there is no output magnetic field component. In the third resistance portion 23, the first and second resistance values Ra and Rb are reduced and the resistance value of the third resistance portion 23 is also reduced as compared with a state in which no output magnetic field component exists. In the fourth resistance unit 24, the first and second resistance values Ra and Rb are increased and the resistance value of the fourth resistance unit 24 is increased as compared with a state in which no output magnetic field component is present.

入力磁界成分の方向が−Z方向の場合は、出力磁界成分の方向と、第1ないし第4の抵抗部21〜24の抵抗値の変化は、上述の入力磁界成分の方向がZ方向の場合とは逆になる。   When the direction of the input magnetic field component is in the −Z direction, the change in the direction of the output magnetic field component and the resistance values of the first to fourth resistance units 21 to 24 are as follows. The opposite is true.

本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第1の実施の形態と同様である。   Other configurations, operations, and effects in the present embodiment are the same as those in the first embodiment.

[第4の実施の形態]
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。始めに、図14および図15を参照して、本実施の形態に係る磁気センサの構成について説明する。図14は、本実施の形態に係る磁気センサの構成を模式的に示す説明図である。図15は、本実施の形態に係る磁気センサの一部を示す分解斜視図である。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. First, the configuration of the magnetic sensor according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 14 and 15. FIG. 14 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of the magnetic sensor according to the present embodiment. FIG. 15 is an exploded perspective view showing a part of the magnetic sensor according to the present embodiment.

本実施の形態に係る磁気センサ1は、以下の点で第1の実施の形態と異なっている。本実施の形態では、第2の磁気抵抗効果素子20Bの磁化固定層202(図5参照)の磁化の方向は、X方向である。なお、第1の磁気抵抗効果素子20Aの磁化固定層202の磁化の方向は、第1の実施の形態と同様に、−X方向である。図15において、符号41を付した矢印は、第1の磁気抵抗効果素子20Aの磁化固定層202の磁化の方向を表し、符号42を付した矢印は、第2の磁気抵抗効果素子20Bの磁化固定層202の磁化の方向を表している。   The magnetic sensor 1 according to the present embodiment is different from the first embodiment in the following points. In the present embodiment, the magnetization direction of the magnetization fixed layer 202 (see FIG. 5) of the second magnetoresistance effect element 20B is the X direction. The magnetization direction of the magnetization fixed layer 202 of the first magnetoresistive effect element 20A is the −X direction, as in the first embodiment. In FIG. 15, an arrow with a reference numeral 41 indicates the direction of magnetization of the magnetization fixed layer 202 of the first magnetoresistance effect element 20A, and an arrow with a reference numeral 42 indicates the magnetization of the second magnetoresistance effect element 20B. The direction of magnetization of the fixed layer 202 is shown.

また、本実施の形態では、磁界変換部10のヨーク11と第1および第2の磁気検出素子20A,20Bの位置関係が、第1の実施の形態と異なっている。以下、図14および図16を参照して、ヨーク11と第1および第2の磁気検出素子20A,20Bの位置関係について説明する。図16は、ヨーク11と第1および第2の磁気検出素子20A,20Bの位置関係を示す説明図である。   In the present embodiment, the positional relationship between the yoke 11 of the magnetic field conversion unit 10 and the first and second magnetic detection elements 20A and 20B is different from that of the first embodiment. Hereinafter, the positional relationship between the yoke 11 and the first and second magnetic detection elements 20A and 20B will be described with reference to FIGS. FIG. 16 is an explanatory diagram showing the positional relationship between the yoke 11 and the first and second magnetic detection elements 20A and 20B.

図14に示したように、複数のヨーク11は、Z方向から見て、第1ないし第4の抵抗部21〜24の複数の磁気検出素子列120の第1の部分(複数の第1の磁気検出素子20A)および第2の部分(複数の第2の磁気検出素子20B)に重ならないように配置されている。ここでは、第1の抵抗部21または第4の抵抗部24の磁気検出素子列120とヨーク11との位置関係を例にとって説明する。図16には、第1の抵抗部21または第4の抵抗部24の磁気検出素子列120とヨーク11を示している。   As shown in FIG. 14, the plurality of yokes 11 are, when viewed from the Z direction, the first portions (the plurality of first detection elements) of the plurality of magnetic detection element arrays 120 of the first to fourth resistance units 21 to 24. The magnetic detection element 20A) and the second portion (a plurality of second magnetic detection elements 20B) are arranged so as not to overlap. Here, the positional relationship between the magnetic detection element array 120 of the first resistance part 21 or the fourth resistance part 24 and the yoke 11 will be described as an example. FIG. 16 shows the magnetic detection element array 120 and the yoke 11 of the first resistor portion 21 or the fourth resistor portion 24.

第1の実施の形態で説明したように、第1の素子配置領域R1は、第1の磁気検出素子20Aの位置を規定する領域であり、第2の素子配置領域R2は、第2の磁気検出素子20Bの位置を規定する領域であり、端面投影領域R3は、仮想の平面P上に磁界変換部10の端面を垂直投影してできる領域であり、ヨーク端面投影領域R31は、仮想の平面P上にヨーク端面11aを垂直投影してできる領域である。図16に示したように、本実施の形態では、第1の素子配置領域R1と第2の素子配置領域R2は、端面投影領域R3の外部にのみ存在し、且つヨーク端面投影領域R31を挟んで第2の仮想の直線Lxに平行な方向における互いに反対側に位置している。   As described in the first embodiment, the first element arrangement region R1 is an area that defines the position of the first magnetic detection element 20A, and the second element arrangement region R2 is the second magnetic element. The end surface projection region R3 is a region that is formed by vertically projecting the end surface of the magnetic field conversion unit 10 onto a virtual plane P, and the yoke end surface projection region R31 is a virtual plane. This is an area formed by vertically projecting the yoke end surface 11a onto P. As shown in FIG. 16, in the present embodiment, the first element arrangement region R1 and the second element arrangement region R2 exist only outside the end face projection area R3 and sandwich the yoke end face projection area R31. And located on opposite sides in the direction parallel to the second virtual straight line Lx.

また、第1の実施の形態で説明したように、ヨーク端面投影領域R31は、第1の端縁R31aを有している。ヨーク端面投影領域R31は、更に、第2の仮想の直線Lxに直交する第2の端縁R31bを有している。第1の端縁R31aと第2の端縁R31bは、ヨーク端面投影領域R31の、第2の仮想の直線に平行な方向における互いに反対側の端に位置する。第1の端縁R31aは、ヨーク端面投影領域R31の−X方向の端に位置する。第2の端縁R31bは、ヨーク端面投影領域R31のX方向の端に位置する。第2の端縁R31bは、仮想の平面P上にヨーク端面11aの第2の端縁11a2を垂直投影してできる端縁である。   Further, as described in the first embodiment, the yoke end surface projection region R31 has the first edge R31a. The yoke end surface projection region R31 further has a second end edge R31b orthogonal to the second imaginary straight line Lx. The first edge R31a and the second edge R31b are located at opposite ends of the yoke end surface projection region R31 in a direction parallel to the second virtual straight line. The first edge R31a is located at the end in the −X direction of the yoke end surface projection region R31. The second edge R31b is located at the end of the yoke end surface projection region R31 in the X direction. The second edge R31b is an edge formed by vertically projecting the second edge 11a2 of the yoke end surface 11a onto the virtual plane P.

第1の端縁R31aは、端面投影領域R3の端縁R3aに一致する。端面投影領域R3は、更に、第1の素子配置領域R1と第2の素子配置領域R2の間に位置する端縁であって、第2の仮想の直線Lxに直交する端縁R3bを有している。ヨーク端面投影領域R31の第2の端縁R31bは、端面投影領域R3の端縁R3bに一致する。   The first edge R31a coincides with the edge R3a of the end surface projection region R3. The end surface projection region R3 further includes an edge R3b that is located between the first element arrangement region R1 and the second element arrangement region R2 and is orthogonal to the second virtual straight line Lx. ing. The second end edge R31b of the yoke end surface projection region R31 coincides with the end edge R3b of the end surface projection region R3.

第1の素子配置領域R1は、ヨーク端面投影領域R31の第1の端縁R31aに接している。第2の素子配置領域R2は、ヨーク端面投影領域R32の第2の端縁R31bに接している。   The first element arrangement region R1 is in contact with the first edge R31a of the yoke end surface projection region R31. The second element arrangement region R2 is in contact with the second edge R31b of the yoke end surface projection region R32.

第1の磁気検出素子20Aは、第2の素子配置領域R2とは交差せずに、第1の素子配置領域R1と交差するように配置されている。第2の磁気検出素子20Bは、第1の素子配置領域R1とは交差せずに、第2の素子配置領域R2と交差するように配置されている。   The first magnetic detection element 20A is arranged so as to intersect with the first element arrangement region R1 without intersecting with the second element arrangement region R2. The second magnetic detection element 20B is arranged so as to intersect with the second element arrangement region R2 without intersecting with the first element arrangement region R1.

なお、第2の抵抗部22または第3の抵抗部23の第1および第2の磁気検出素子20A,20Bとヨーク11の位置関係は、基本的には、図16を参照して説明した位置関係と同じである。ただし、第2および第3の抵抗部22,23に関連するヨーク11では、第1の端縁11a1がヨーク端面11aのX方向の端に位置し、第2の端縁11a2がヨーク端面11aの−X方向の端に位置する。また、仮想の平面P上にこのヨーク11のヨーク端面11aを垂直投影してできるヨーク端面投影領域R31では、第1の端縁R31aがヨーク端面投影領域R31のX方向の端に位置し、第2の端縁R31bがヨーク端面投影領域R31の−X方向の端に位置する。   The positional relationship between the first and second magnetic detection elements 20A and 20B of the second resistor 22 or the third resistor 23 and the yoke 11 is basically the position described with reference to FIG. Same as relationship. However, in the yoke 11 related to the second and third resistance portions 22 and 23, the first end edge 11a1 is located at the end of the yoke end surface 11a in the X direction, and the second end edge 11a2 is the yoke end surface 11a. -Located at the end in the X direction. Further, in the yoke end surface projection region R31 obtained by vertically projecting the yoke end surface 11a of the yoke 11 on the virtual plane P, the first end edge R31a is located at the end of the yoke end surface projection region R31 in the X direction, and The second edge R31b is located at the −X direction end of the yoke end surface projection region R31.

ここで、本実施の形態における出力磁界成分の方向について説明する。本実施の形態では、1つの素子対を構成する第1および第2の磁気検出素子20A,20Bがそれぞれ受ける出力磁界成分の方向は互いに反対方向である。また、第1の磁気検出素子24Aが受ける出力磁界成分の方向は、第1の磁気検出素子21Aが受ける出力磁界成分の方向と同じであり、第2の磁気検出素子24Bが受ける出力磁界成分の方向は、第2の磁気検出素子21Bが受ける出力磁界成分の方向と同じである。一方、第1の磁気検出素子22A,23Aが受ける出力磁界成分の方向は、第1の磁気検出素子21Aが受ける出力磁界成分の方向とは反対であり、第2の磁気検出素子22B,23Bが受ける出力磁界成分の方向は、第2の磁気検出素子21Bが受ける出力磁界成分の方向とは反対である。   Here, the direction of the output magnetic field component in the present embodiment will be described. In the present embodiment, the directions of the output magnetic field components received by the first and second magnetic detection elements 20A and 20B constituting one element pair are opposite to each other. The direction of the output magnetic field component received by the first magnetic detection element 24A is the same as the direction of the output magnetic field component received by the first magnetic detection element 21A, and the direction of the output magnetic field component received by the second magnetic detection element 24B is the same. The direction is the same as the direction of the output magnetic field component received by the second magnetic detection element 21B. On the other hand, the direction of the output magnetic field component received by the first magnetic detection elements 22A and 23A is opposite to the direction of the output magnetic field component received by the first magnetic detection element 21A, and the second magnetic detection elements 22B and 23B The direction of the output magnetic field component received is opposite to the direction of the output magnetic field component received by the second magnetic detection element 21B.

次に、本実施の形態における第1ないし第4の抵抗部21〜24の抵抗値について説明する。以下、第1の磁気抵抗効果素子20Aの第1の抵抗値を記号Raで表し、第2の磁気抵抗効果素子20Bの第2の抵抗値を記号Rbで表す。第1の実施の形態で説明したように、出力磁界成分が存在しない状態では、第1および第2の磁気抵抗効果素子20A,20Bの各々の自由層204(図5参照)の磁化の方向は、第3の仮想の直線Lyに平行な方向になっている。入力磁界成分の方向がZ方向の場合、第1および第4の抵抗部21,24内の第1および第2の磁気抵抗効果素子20Aならびに第2および第3の抵抗部22,23内の第2の磁気抵抗効果素子20Bが受ける出力磁界成分の方向はX方向になり、第1および第4の抵抗部21,24内の第2の磁気抵抗効果素子20Bならびに第2および第3の抵抗部22,23内の第1および第2の磁気抵抗効果素子20Aが受ける出力磁界成分の方向は−X方向になる。この場合、第1および第4の抵抗部21,24では、出力磁界成分が存在しない状態と比べて、第1および第2の抵抗値Ra,Rbは増加し、第1および第4の抵抗部21,24の抵抗値も増加する。第2および第3の抵抗部22,23では、出力磁界成分が存在しない状態と比べて、第1および第2の抵抗値Ra,Rbは減少し、第2および第3の抵抗部22,23の抵抗値も減少する。   Next, resistance values of the first to fourth resistance portions 21 to 24 in the present embodiment will be described. Hereinafter, the first resistance value of the first magnetoresistance effect element 20A is represented by the symbol Ra, and the second resistance value of the second magnetoresistance effect element 20B is represented by the symbol Rb. As described in the first embodiment, in the state where the output magnetic field component does not exist, the magnetization direction of each free layer 204 (see FIG. 5) of each of the first and second magnetoresistance effect elements 20A and 20B is The direction is parallel to the third virtual straight line Ly. When the direction of the input magnetic field component is the Z direction, the first and second magnetoresistance effect elements 20A in the first and fourth resistance portions 21 and 24 and the second resistance portions 22 and 23 in the second resistance portions 22 and 23 are used. The direction of the output magnetic field component received by the second magnetoresistive effect element 20B is the X direction, and the second magnetoresistive effect element 20B and the second and third resistance parts in the first and fourth resistance parts 21 and 24. The direction of the output magnetic field component received by the first and second magnetoresistive elements 20A in 22 and 23 is the -X direction. In this case, in the first and fourth resistance portions 21 and 24, the first and second resistance values Ra and Rb increase compared to the state where no output magnetic field component exists, and the first and fourth resistance portions. The resistance values of 21 and 24 also increase. In the second and third resistance units 22 and 23, the first and second resistance values Ra and Rb are reduced compared to a state in which no output magnetic field component exists, and the second and third resistance units 22 and 23 are reduced. The resistance value of is also reduced.

入力磁界成分の方向が−Z方向の場合は、出力磁界成分の方向と、第1ないし第4の抵抗部21〜24の抵抗値の変化は、上述の入力磁界成分の方向がZ方向の場合とは逆になる。   When the direction of the input magnetic field component is in the −Z direction, the change in the direction of the output magnetic field component and the resistance values of the first to fourth resistance units 21 to 24 are as follows. The opposite is true.

本実施の形態に係る磁気センサ1は、配線層30の代わりに、第2の実施の形態で説明した配線層130を備えていてもよい。本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第1または第2の実施の形態と同様である。   The magnetic sensor 1 according to the present embodiment may include the wiring layer 130 described in the second embodiment instead of the wiring layer 30. Other configurations, operations, and effects in the present embodiment are the same as those in the first or second embodiment.

[第5の実施の形態]
次に、図17を参照して、本発明の第5の実施の形態について説明する。図17は、本実施の形態に係る磁気センサの構成を模式的に示す説明図である。本実施の形態に係る磁気センサ1は、以下の点で第4の実施の形態と異なっている。本実施の形態に係る磁気センサ1では、第4の実施の形態における第3および第4の抵抗部23,24が設けられていない。また、磁界検出部20は、第4の実施の形態における第1および第2の出力ポートE1,E2の代わりに、1つの出力ポートEを含んでいる。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 17 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of the magnetic sensor according to the present embodiment. The magnetic sensor 1 according to the present embodiment is different from the fourth embodiment in the following points. In the magnetic sensor 1 according to the present embodiment, the third and fourth resistance portions 23 and 24 in the fourth embodiment are not provided. Further, the magnetic field detection unit 20 includes one output port E instead of the first and second output ports E1 and E2 in the fourth embodiment.

本実施の形態では、第1の抵抗部21と第2の抵抗部22は、直列に接続され且つ通電されるように構成されている。具体的には、第1の抵抗部21と第2の抵抗部22は、電源ポートVとグランドポートGとの間に、この順に設けられている。第1の抵抗部21と第2の抵抗部22との接続点は、出力ポートEに電気的に接続されている。   In the present embodiment, the first resistor portion 21 and the second resistor portion 22 are configured to be connected in series and energized. Specifically, the first resistance portion 21 and the second resistance portion 22 are provided between the power supply port V and the ground port G in this order. A connection point between the first resistor portion 21 and the second resistor portion 22 is electrically connected to the output port E.

入力磁界成分に依存した第1の抵抗部21の抵抗値と第2の抵抗部22の抵抗値の変化の態様は、第4の実施の形態と同様である。すなわち、入力磁界成分が変化すると、第1の抵抗部21の抵抗値と第2の抵抗部22の抵抗値の一方は増加し、他方は減少する。これにより、第1の抵抗部21と第2の抵抗部22との接続点の電位が変化する。磁界検出部20は、第1の抵抗部21と第2の抵抗部22との接続点である出力ポートEの電位に依存する信号を出力信号として生成する。   The mode of change of the resistance value of the first resistance unit 21 and the resistance value of the second resistance unit 22 depending on the input magnetic field component is the same as that of the fourth embodiment. That is, when the input magnetic field component changes, one of the resistance value of the first resistance unit 21 and the resistance value of the second resistance unit 22 increases and the other decreases. As a result, the potential at the connection point between the first resistor 21 and the second resistor 22 changes. The magnetic field detection unit 20 generates a signal depending on the potential of the output port E, which is a connection point between the first resistance unit 21 and the second resistance unit 22, as an output signal.

また、本実施の形態では、磁界検出部20の第1および第2の抵抗部21,22の各々は、第4の実施の形態における複数の磁気検出素子列120の代わりに、第3の実施の形態で説明した1つの磁気検出素子列220を含んでいる。磁気検出素子列220は、複数の第1の磁気検出素子20AがY方向に並んだ第1の部分と、複数の第2の磁気検出素子20BがY方向に並んだ第2の部分とを含んでいる。第1の抵抗部21では、磁気検出素子列220の第1の部分と第2の部分は、X方向にこの順に並んでいる。第2の抵抗部22では、磁気検出素子列220の第1の部分と第2の部分は、−X方向にこの順に並んでいる。   In the present embodiment, each of the first and second resistance units 21 and 22 of the magnetic field detection unit 20 is the third implementation instead of the plurality of magnetic detection element arrays 120 in the fourth embodiment. One magnetic detection element row 220 described in the form is included. The magnetic detection element array 220 includes a first portion in which a plurality of first magnetic detection elements 20A are arranged in the Y direction, and a second portion in which a plurality of second magnetic detection elements 20B are arranged in the Y direction. It is out. In the first resistance unit 21, the first part and the second part of the magnetic detection element array 220 are arranged in this order in the X direction. In the second resistance portion 22, the first portion and the second portion of the magnetic detection element array 220 are arranged in this order in the −X direction.

また、本実施の形態では、磁界変換部10は、第4の実施の形態における複数のヨーク11の代わりに、第3の実施の形態で説明した2つのヨーク12を含んでいる。図17に示したように、2つのヨーク12は、Z方向から見て、第1および第2の抵抗部21,22の磁気検出素子列220の第1および第2の部分に重ならないように配置されている。磁気検出素子21A,21B,22A,22Bとヨーク12との位置関係は、第4の実施の形態における磁気検出素子21A,21B,22A,22Bとヨーク11との位置関係と同様である。   In the present embodiment, the magnetic field conversion unit 10 includes the two yokes 12 described in the third embodiment instead of the plurality of yokes 11 in the fourth embodiment. As shown in FIG. 17, the two yokes 12 do not overlap the first and second portions of the magnetic detection element array 220 of the first and second resistance portions 21 and 22 when viewed from the Z direction. Has been placed. The positional relationship between the magnetic detection elements 21A, 21B, 22A, 22B and the yoke 12 is the same as the positional relationship between the magnetic detection elements 21A, 21B, 22A, 22B and the yoke 11 in the fourth embodiment.

本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第4の実施の形態と同様である。   Other configurations, operations, and effects in the present embodiment are the same as those in the fourth embodiment.

[第6の実施の形態]
次に、本発明の第6の実施の形態について説明する。始めに、図18ないし図20を参照して、本実施の形態に係る磁気センサの構成について説明する。図18は、本実施の形態に係る磁気センサの構成を模式的に示す説明図である。図19は、本実施の形態に係る磁気センサの一部を示す分解斜視図である。図20は、ヨーク11と第1および第2の磁気検出素子20A,20Bの位置関係を示す説明図である。
[Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. First, the configuration of the magnetic sensor according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 18 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of the magnetic sensor according to the present embodiment. FIG. 19 is an exploded perspective view showing a part of the magnetic sensor according to the present embodiment. FIG. 20 is an explanatory diagram showing the positional relationship between the yoke 11 and the first and second magnetic detection elements 20A and 20B.

本実施の形態に係る磁気センサ1は、以下の点で第4の実施の形態と異なっている。図18に示したように、本実施の形態では、複数のヨーク11は、Z方向から見て、第1ないし第4の抵抗部21〜24の複数の磁気検出素子列120の第1の部分(複数の第1の磁気検出素子20A)および第2の部分(複数の第2の磁気検出素子20B)に重なるように配置されている。ここでは、第1の抵抗部21または第4の抵抗部24の磁気検出素子列120とヨーク11との位置関係を例にとって説明する。図20には、第1の抵抗部21または第4の抵抗部24の磁気検出素子列120とヨーク11を示している。   The magnetic sensor 1 according to the present embodiment is different from the fourth embodiment in the following points. As shown in FIG. 18, in the present embodiment, the plurality of yokes 11 are the first portions of the plurality of magnetic detection element arrays 120 of the first to fourth resistance units 21 to 24 as viewed from the Z direction. It arrange | positions so that it may overlap with (a plurality of 1st magnetic detection elements 20A) and a 2nd part (a plurality of 2nd magnetic detection elements 20B). Here, the positional relationship between the magnetic detection element array 120 of the first resistance part 21 or the fourth resistance part 24 and the yoke 11 will be described as an example. FIG. 20 shows the magnetic detection element array 120 and the yoke 11 of the first resistor portion 21 or the fourth resistor portion 24.

第4の実施の形態(第1の実施の形態)で説明したように、第1の素子配置領域R1は、第1の磁気検出素子20Aの位置を規定する領域であり、第2の素子配置領域R2は、第2の磁気検出素子20Bの位置を規定する領域であり、端面投影領域R3は、仮想の平面P上に磁界変換部10の端面を垂直投影してできる領域であり、ヨーク端面投影領域R31は、仮想の平面P上にヨーク端面11aを垂直投影してできる領域である。ヨーク端面投影領域R31は、第1の端縁R31aと第2の端縁R31bを有している。   As described in the fourth embodiment (the first embodiment), the first element arrangement region R1 is an area that defines the position of the first magnetic detection element 20A, and the second element arrangement region R1. The region R2 is a region that defines the position of the second magnetic detection element 20B, and the end surface projection region R3 is a region formed by vertically projecting the end surface of the magnetic field conversion unit 10 onto the virtual plane P, and the yoke end surface The projection region R31 is a region formed by vertically projecting the yoke end surface 11a onto the virtual plane P. The yoke end surface projection region R31 has a first edge R31a and a second edge R31b.

図20に示したように、本実施の形態では、第1の素子配置領域R1と第2の素子配置領域R2は、ヨーク端面投影領域R31の内部にのみ存在している。第1の素子配置領域R1は、第1の端縁R31aと第2の素子配置領域R2の間に位置している。第2の素子配置領域R2は、第2の端縁R31bと第1の素子配置領域R1の間に位置している。本実施の形態では特に、第1の素子配置領域R1は、第1の端縁R31aに接している。第2の素子配置領域R2は、第2の端縁R31bに接している。なお、本実施の形態では、第1の素子配置領域R1と第2の素子配置領域R2は、直接隣接していない。   As shown in FIG. 20, in the present embodiment, the first element arrangement region R1 and the second element arrangement region R2 exist only inside the yoke end surface projection region R31. The first element arrangement region R1 is located between the first edge R31a and the second element arrangement region R2. The second element arrangement region R2 is located between the second edge R31b and the first element arrangement region R1. Particularly in the present embodiment, the first element arrangement region R1 is in contact with the first end edge R31a. The second element arrangement region R2 is in contact with the second edge R31b. In the present embodiment, the first element arrangement region R1 and the second element arrangement region R2 are not directly adjacent to each other.

第1の磁気検出素子20Aは、第2の素子配置領域R2とは交差せずに、第1の素子配置領域R1と交差するように配置されている。第2の磁気検出素子20Bは、第1の素子配置領域R1とは交差せずに、第2の素子配置領域R2と交差するように配置されている。   The first magnetic detection element 20A is arranged so as to intersect with the first element arrangement region R1 without intersecting with the second element arrangement region R2. The second magnetic detection element 20B is arranged so as to intersect with the second element arrangement region R2 without intersecting with the first element arrangement region R1.

なお、第2の抵抗部22または第3の抵抗部23の第1および第2の磁気検出素子20A,20Bとヨーク11の位置関係は、基本的には、図20を参照して説明した位置関係と同じである。ただし、第2および第3の抵抗部22,23に関連するヨーク11では、第1の端縁11a1がヨーク端面11aのX方向の端に位置し、第2の端縁11a2がヨーク端面11aの−X方向の端に位置する。また、仮想の平面P上にこのヨーク11のヨーク端面11aを垂直投影してできるヨーク端面投影領域R31では、第1の端縁R31aがヨーク端面投影領域R31のX方向の端に位置し、第2の端縁R31bがヨーク端面投影領域R31の−X方向の端に位置する。   The positional relationship between the first and second magnetic detection elements 20A and 20B of the second resistor 22 or the third resistor 23 and the yoke 11 is basically the position described with reference to FIG. Same as relationship. However, in the yoke 11 related to the second and third resistance portions 22 and 23, the first end edge 11a1 is located at the end of the yoke end surface 11a in the X direction, and the second end edge 11a2 is the yoke end surface 11a. -Located at the end in the X direction. Further, in the yoke end surface projection region R31 obtained by vertically projecting the yoke end surface 11a of the yoke 11 on the virtual plane P, the first end edge R31a is located at the end of the yoke end surface projection region R31 in the X direction, and The second edge R31b is located at the −X direction end of the yoke end surface projection region R31.

本実施の形態に係る磁気センサ1は、配線層30の代わりに、第2の実施の形態で説明した配線層130を備えていてもよい。本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第2または第4の実施の形態と同様である。   The magnetic sensor 1 according to the present embodiment may include the wiring layer 130 described in the second embodiment instead of the wiring layer 30. Other configurations, operations, and effects in the present embodiment are the same as those in the second or fourth embodiment.

[第7の実施の形態]
次に、図21を参照して、本発明の第7の実施の形態について説明する。図21は、本実施の形態に係る磁気センサの構成を模式的に示す説明図である。本実施の形態に係る磁気センサ1は、以下の点で第5の実施の形態と異なっている。本実施の形態に係る磁気センサ1では、第1の抵抗部21の第1および第2の磁気検出素子21A,21Bとヨーク11の位置関係は、第6の実施の形態における第1の抵抗部21または第4の抵抗部24の第1および第2の磁気検出素子20A,20Bとヨーク11の位置関係と同じである。また、第2の抵抗部22の第1および第2の磁気検出素子22A,22Bとヨーク11の位置関係は、第6の実施の形態における第2の抵抗部22または第3の抵抗部23の第1および第2の磁気検出素子20A,20Bとヨーク11の位置関係と同じである。
[Seventh Embodiment]
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 21 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of the magnetic sensor according to the present embodiment. The magnetic sensor 1 according to the present embodiment is different from the fifth embodiment in the following points. In the magnetic sensor 1 according to the present embodiment, the positional relationship between the first and second magnetic detection elements 21A and 21B of the first resistor 21 and the yoke 11 is the first resistor in the sixth embodiment. This is the same as the positional relationship between the yoke 11 and the first and second magnetic detection elements 20A and 20B of the 21 or the fourth resistance portion 24. The positional relationship between the first and second magnetic detection elements 22A and 22B of the second resistor 22 and the yoke 11 is the same as that of the second resistor 22 or the third resistor 23 in the sixth embodiment. The positional relationship between the first and second magnetic detection elements 20A, 20B and the yoke 11 is the same.

本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第5または第6の実施の形態と同様である。   Other configurations, operations, and effects in the present embodiment are the same as those in the fifth or sixth embodiment.

[第8の実施の形態]
次に、本発明の第8の実施の形態について説明する。始めに、図22ないし図24を参照して、本実施の形態に係る磁気センサの構成について説明する。図22は、本実施の形態に係る磁気センサの構成を模式的に示す説明図である。図23は、本実施の形態に係る磁気センサの一部を示す分解斜視図である。図24は、ヨークと第1および第2の磁気検出素子20A,20Bの位置関係を示す説明図である。
[Eighth Embodiment]
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described. First, the configuration of the magnetic sensor according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 22 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of the magnetic sensor according to the present embodiment. FIG. 23 is an exploded perspective view showing a part of the magnetic sensor according to the present embodiment. FIG. 24 is an explanatory diagram showing the positional relationship between the yoke and the first and second magnetic detection elements 20A and 20B.

本実施の形態に係る磁気センサ1は、以下の点で第4の実施の形態と異なっている。本実施の形態では、第1の磁気抵抗効果素子20Aの磁化固定層202(図5参照)の磁化の方向は、X方向であり、第2の磁気抵抗効果素子20Bの磁化固定層202の磁化の方向は、−X方向である。図23において、符号41を付した矢印は、第1の磁気抵抗効果素子20Aの磁化固定層202の磁化の方向を表し、符号42を付した矢印は、第2の磁気抵抗効果素子20Bの磁化固定層202の磁化の方向を表している。   The magnetic sensor 1 according to the present embodiment is different from the fourth embodiment in the following points. In the present embodiment, the magnetization direction of the magnetization fixed layer 202 (see FIG. 5) of the first magnetoresistance effect element 20A is the X direction, and the magnetization of the magnetization fixed layer 202 of the second magnetoresistance effect element 20B. The direction of is the -X direction. In FIG. 23, an arrow with a reference numeral 41 indicates the direction of magnetization of the magnetization fixed layer 202 of the first magnetoresistance effect element 20A, and an arrow with a reference numeral 42 indicates the magnetization of the second magnetoresistance effect element 20B. The direction of magnetization of the fixed layer 202 is shown.

また、本実施の形態では、磁界変換部10は、第4の実施の形態における複数のヨーク11の代わりに、複数のヨーク13を備えている。複数のヨーク13の各々は、第3の仮想の直線Lyに平行な方向に長い直方体形状を有している。   In the present embodiment, the magnetic field conversion unit 10 includes a plurality of yokes 13 instead of the plurality of yokes 11 in the fourth embodiment. Each of the plurality of yokes 13 has a rectangular parallelepiped shape that is long in a direction parallel to the third virtual straight line Ly.

図22に示したように、複数のヨーク13は、Z方向から見て、第1ないし第4の抵抗部21〜24の複数の磁気検出素子列120に重ならないように配置されている。1つの磁気検出素子列120は、X方向に並んだ2つのヨーク13の間に配置されている。ここでは、第1の抵抗部21または第4の抵抗部24の1つの磁気検出素子列120と2つのヨーク13との位置関係を例にとって説明する。図24には、第1の抵抗部21または第4の抵抗部24の1つの磁気検出素子列120と2つのヨーク13を示している。   As shown in FIG. 22, the plurality of yokes 13 are arranged so as not to overlap the plurality of magnetic detection element arrays 120 of the first to fourth resistance portions 21 to 24 when viewed from the Z direction. One magnetic detection element array 120 is disposed between two yokes 13 arranged in the X direction. Here, the positional relationship between one magnetic detection element array 120 of the first resistance portion 21 or the fourth resistance portion 24 and the two yokes 13 will be described as an example. FIG. 24 shows one magnetic detection element array 120 and two yokes 13 of the first resistor portion 21 or the fourth resistor portion 24.

本実施の形態では、1つの磁気検出素子列120のX方向の両側に配置された2つのヨーク13が本発明における「第1のヨーク」および「第2のヨーク」に対応する。図23および図24では、磁気検出素子列120の−X方向の先にあるヨーク13を符号13Aで表し、磁気検出素子列120のX方向の先にあるヨーク13を符号13Bで表す。ヨーク13A,13Bは、それぞれ「第1のヨーク」および「第2のヨーク」に対応する。   In the present embodiment, the two yokes 13 arranged on both sides in the X direction of one magnetic detection element array 120 correspond to the “first yoke” and the “second yoke” in the present invention. In FIG. 23 and FIG. 24, the yoke 13 ahead of the magnetic detection element array 120 in the −X direction is denoted by reference numeral 13A, and the yoke 13 ahead of the magnetic detection element array 120 in the X direction is denoted by reference numeral 13B. The yokes 13A and 13B correspond to a “first yoke” and a “second yoke”, respectively.

ヨーク13Aは、第1の仮想の直線Lzの一方の端に位置する第1のヨーク端面13Aaを有している。本実施の形態では、第1のヨーク端面13Aaは、ヨーク13Aの−Z方向の端に位置する。また、ヨーク13Bは、第1の仮想の直線の一方の端に位置する第2のヨーク端面13Baを有している。本実施の形態では、第2のヨーク端面13Baは、ヨーク13Bの−Z方向の端に位置する。   The yoke 13A has a first yoke end surface 13Aa located at one end of the first virtual straight line Lz. In the present embodiment, the first yoke end surface 13Aa is located at the −Z direction end of the yoke 13A. The yoke 13B has a second yoke end surface 13Ba located at one end of the first virtual straight line. In the present embodiment, the second yoke end surface 13Ba is located at the end in the −Z direction of the yoke 13B.

第4の実施の形態(第1の実施の形態)で説明したように、第1の素子配置領域R1は、第1の磁気検出素子20Aの位置を規定する領域であり、第2の素子配置領域R2は、第2の磁気検出素子20Bの位置を規定する領域であり、端面投影領域R3は、仮想の平面P上に磁界変換部10の端面を垂直投影してできる領域である。本実施の形態では、端面投影領域R3は、第4の実施の形態におけるヨーク端面投影領域R31の代わりに、仮想の平面P上に第1のヨーク端面13Aaを垂直投影してできる第1のヨーク端面投影領域R33Aと、仮想の平面P上に第2のヨーク端面13Baを垂直投影してできる第2のヨーク端面投影領域R33Bとを含んでいる。なお、本実施の形態では、端面投影領域R3は、第1の実施の形態における端縁R3aを有していない。   As described in the fourth embodiment (the first embodiment), the first element arrangement region R1 is an area that defines the position of the first magnetic detection element 20A, and the second element arrangement region R1. The region R2 is a region that defines the position of the second magnetic detection element 20B, and the end surface projection region R3 is a region formed by vertically projecting the end surface of the magnetic field conversion unit 10 on the virtual plane P. In the present embodiment, the end face projection region R3 is a first yoke formed by vertically projecting the first yoke end surface 13Aa on the virtual plane P instead of the yoke end face projection region R31 in the fourth embodiment. An end surface projection region R33A and a second yoke end surface projection region R33B formed by vertically projecting the second yoke end surface 13Ba onto the virtual plane P are included. In the present embodiment, the end surface projection region R3 does not have the edge R3a in the first embodiment.

図24に示したように、第1の素子配置領域R1は、第2のヨーク端面13Baよりも第1のヨーク端面13Aaにより近い。第2の素子配置領域R2は、第1のヨーク端面13Aaよりも第2のヨーク端面13Baにより近い。本実施の形態では特に、第1の素子配置領域R1と第2の素子配置領域R2は、端面投影領域R3の外部にのみ存在し、且つ第1のヨーク端面投影領域R33Aと第2のヨーク端面投影領域R33Bの間に位置している。   As shown in FIG. 24, the first element disposition region R1 is closer to the first yoke end surface 13Aa than to the second yoke end surface 13Ba. The second element arrangement region R2 is closer to the second yoke end surface 13Ba than to the first yoke end surface 13Aa. Particularly in the present embodiment, the first element arrangement region R1 and the second element arrangement region R2 exist only outside the end face projection area R3, and the first yoke end face projection area R33A and the second yoke end face. It is located between the projection regions R33B.

また、第1のヨーク端面13Aaは、第1の素子配置領域R1に最も近い第1の端縁13Aa1を有している。第1のヨーク端面投影領域R33Aは、第2の仮想の直線Lxに直交する第1の端縁R33Aaを有している。第1の端縁R33Aaは、仮想の平面P上に第1のヨーク端面13Aaの第1の端縁13Aa1を垂直投影してできる端縁である。また、第2のヨーク端面13Baは、第2の素子配置領域R2に最も近い第2の端縁13Ba1を有している。第2のヨーク端面投影領域R33Bは、第2の仮想の直線に直交する第2の端縁R33Baを有している。第2の端縁R33Baは、仮想の平面P上に第2のヨーク端面13Baの第2の端縁13Ba1を垂直投影してできる端縁である。   The first yoke end surface 13Aa has a first end edge 13Aa1 that is closest to the first element arrangement region R1. The first yoke end surface projection region R33A has a first end edge R33Aa orthogonal to the second imaginary straight line Lx. The first edge R33Aa is an edge formed by vertically projecting the first edge 13Aa1 of the first yoke end surface 13Aa onto the virtual plane P. The second yoke end surface 13Ba has a second end edge 13Ba1 closest to the second element arrangement region R2. The second yoke end surface projection region R33B has a second end edge R33Ba orthogonal to the second imaginary straight line. The second edge R33Ba is an edge formed by vertically projecting the second edge 13Ba1 of the second yoke end surface 13Ba onto the virtual plane P.

本実施の形態では、第1の素子配置領域R1は、第1のヨーク端面投影領域R33Aの第1の端縁R33Aaに接している。第2の素子配置領域R2は、第2のヨーク端面投影領域R33Bの第2の端縁R33Baに接している。なお、本実施の形態では、第1の素子配置領域R1と第2の素子配置領域R2は、直接隣接していない。   In the present embodiment, the first element arrangement region R1 is in contact with the first edge R33Aa of the first yoke end surface projection region R33A. The second element arrangement region R2 is in contact with the second end edge R33Ba of the second yoke end surface projection region R33B. In the present embodiment, the first element arrangement region R1 and the second element arrangement region R2 are not directly adjacent to each other.

第1の磁気検出素子20Aは、第2の素子配置領域R2とは交差せずに、第1の素子配置領域R1と交差するように配置されている。第2の磁気検出素子20Bは、第1の素子配置領域R1とは交差せずに、第2の素子配置領域R2と交差するように配置されている。   The first magnetic detection element 20A is arranged so as to intersect with the first element arrangement region R1 without intersecting with the second element arrangement region R2. The second magnetic detection element 20B is arranged so as to intersect with the second element arrangement region R2 without intersecting with the first element arrangement region R1.

なお、第2の抵抗部22または第3の抵抗部23の第1および第2の磁気検出素子20A,20Bとヨーク13A,13Bの位置関係は、基本的には、図24を参照して説明した位置関係と同じである。ただし、第2および第3の抵抗部22,23に関連するヨーク13Aは、磁気検出素子列120のX方向の先にあり、第2および第3の抵抗部22,23に関連するヨーク13Bは、磁気検出素子列120の−X方向の先にある。   The positional relationship between the first and second magnetic detection elements 20A and 20B and the yokes 13A and 13B of the second resistor portion 22 or the third resistor portion 23 is basically described with reference to FIG. The positional relationship is the same. However, the yoke 13A related to the second and third resistance parts 22 and 23 is ahead of the magnetic detection element array 120 in the X direction, and the yoke 13B related to the second and third resistance parts 22 and 23 is , Ahead of the magnetic detection element array 120 in the −X direction.

ところで、図24には、第1の素子配置領域R1のうち第1の磁気検出素子20Aと交差する部分の重心である第1の重心C1と、第2の素子配置領域R2のうち第2の磁気検出素子20Bと交差する部分の重心である第2の重心C2を示している。本実施の形態における第1および第2の距離の定義は、以下の通りである。第1の距離は、第1の素子配置領域R1内の第1点と第1のヨーク端面13Aaの第1の端縁13Aa1との間の距離である。第2の距離は、第2の素子配置領域R2内の第2点と第2のヨーク端面13Baの第2の端縁13Ba1との間の距離である。以下、第1の重心C1を上記第1点とし、第2の重心C2を上記第2点とした場合について考える。   Incidentally, in FIG. 24, the first center of gravity C1, which is the center of gravity of the portion intersecting the first magnetic detection element 20A in the first element arrangement region R1, and the second of the second element arrangement region R2 are shown. A second center of gravity C2, which is the center of gravity of the portion intersecting with the magnetic detection element 20B, is shown. The definitions of the first and second distances in the present embodiment are as follows. The first distance is a distance between the first point in the first element arrangement region R1 and the first end edge 13Aa1 of the first yoke end surface 13Aa. The second distance is a distance between the second point in the second element arrangement region R2 and the second end edge 13Ba1 of the second yoke end surface 13Ba. Hereinafter, a case where the first center of gravity C1 is the first point and the second center of gravity C2 is the second point will be considered.

磁界変換部10と磁界検出部20との位置ずれが生じると、第1の距離と第2の距離が変化する。第1点と第2点を第2の仮想の直線Lxに平行な一方向に変化させると、第1の距離と第2の距離の一方は減少し、他方は増加する。例えば、第1および第4の抵抗部21,24では、第1点と第2点をX方向に変化させると、第1の距離は増加し、第2の距離は減少する。また、第1点と第2点を−X方向に変化させると、第1の距離は減少し、第2の距離は減少する。第1の距離の増減と第1点における変換効率および出力磁界成分の強度の増減の関係と、第2の距離の増減と第2点における変換効率および出力磁界成分の強度の増減の関係は、第1の実施の形態と同じである。   When the positional deviation between the magnetic field conversion unit 10 and the magnetic field detection unit 20 occurs, the first distance and the second distance change. When the first point and the second point are changed in one direction parallel to the second virtual straight line Lx, one of the first distance and the second distance decreases and the other increases. For example, in the first and fourth resistance portions 21 and 24, when the first point and the second point are changed in the X direction, the first distance increases and the second distance decreases. Further, when the first point and the second point are changed in the −X direction, the first distance is decreased and the second distance is decreased. The relationship between the increase / decrease in the first distance and the increase / decrease in the conversion efficiency and the strength of the output magnetic field component at the first point, and the relationship between the increase / decrease in the second distance and the conversion efficiency and the strength of the output magnetic field component at the second point are: This is the same as in the first embodiment.

なお、第2および第3の抵抗部22,23では、第1点と第2点をX方向に変化させると、第1の距離は減少し、第2の距離は増加する。また、第1点と第2点を−X方向に変化させると、第1の距離は増加し、第2の距離は減少する。   In the second and third resistance portions 22 and 23, when the first point and the second point are changed in the X direction, the first distance decreases and the second distance increases. Further, when the first point and the second point are changed in the −X direction, the first distance increases and the second distance decreases.

次に、本実施の形態における第1ないし第4の抵抗部21〜24の抵抗値について説明する。以下、第1の磁気抵抗効果素子20Aの第1の抵抗値を記号Raで表し、第2の磁気抵抗効果素子20Bの第2の抵抗値を記号Rbで表す。第4の実施の形態(第1の実施の形態)で説明したように、出力磁界成分が存在しない状態では、第1および第2の磁気抵抗効果素子20A,20Bの各々の自由層204(図5参照)の磁化の方向は、第3の仮想の直線Lyに平行な方向になっている。入力磁界成分の方向がZ方向の場合、第1および第4の抵抗部21,24内の第1の磁気抵抗効果素子20Aならびに第2および第3の抵抗部22,23内の第2の磁気抵抗効果素子20Bが受ける出力磁界成分の方向は−X方向になり、第1および第4の抵抗部21,24内の第2の磁気抵抗効果素子20Bならびに第2および第3の抵抗部22,23内の第1の磁気抵抗効果素子20Aが受ける出力磁界成分の方向はX方向になる。この場合、第1および第4の抵抗部21,24では、出力磁界成分が存在しない状態と比べて、第1および第2の抵抗値Ra,Rbは増加し、第1および第4の抵抗部21,24の抵抗値も増加する。第2および第3の抵抗部22,23では、出力磁界成分が存在しない状態と比べて、第1および第2の抵抗値Ra,Rbは減少し、第2および第3の抵抗部22,23の抵抗値も減少する。   Next, resistance values of the first to fourth resistance portions 21 to 24 in the present embodiment will be described. Hereinafter, the first resistance value of the first magnetoresistance effect element 20A is represented by the symbol Ra, and the second resistance value of the second magnetoresistance effect element 20B is represented by the symbol Rb. As described in the fourth embodiment (first embodiment), in the state where no output magnetic field component exists, each free layer 204 (FIG. 20) of each of the first and second magnetoresistance effect elements 20A and 20B. 5) is parallel to the third imaginary straight line Ly. When the direction of the input magnetic field component is the Z direction, the first magnetoresistance effect element 20A in the first and fourth resistance portions 21 and 24 and the second magnetism in the second and third resistance portions 22 and 23 are used. The direction of the output magnetic field component received by the resistance effect element 20B is the −X direction, and the second magnetoresistance effect element 20B and the second and third resistance parts 22 in the first and fourth resistance portions 21 and 24, The direction of the output magnetic field component received by the first magnetoresistive effect element 20A in 23 is the X direction. In this case, in the first and fourth resistance portions 21 and 24, the first and second resistance values Ra and Rb increase compared to the state where no output magnetic field component exists, and the first and fourth resistance portions. The resistance values of 21 and 24 also increase. In the second and third resistance units 22 and 23, the first and second resistance values Ra and Rb are reduced compared to a state in which no output magnetic field component exists, and the second and third resistance units 22 and 23 are reduced. The resistance value of is also reduced.

入力磁界成分の方向が−Z方向の場合は、出力磁界成分の方向と、第1ないし第4の抵抗部21〜24の抵抗値の変化は、上述の入力磁界成分の方向がZ方向の場合とは逆になる。   When the direction of the input magnetic field component is in the −Z direction, the change in the direction of the output magnetic field component and the resistance values of the first to fourth resistance units 21 to 24 are as follows. The opposite is true.

本実施の形態に係る磁気センサ1は、配線層30の代わりに、第2の実施の形態で説明した配線層130を備えていてもよい。本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第1または第4の実施の形態と同様である。   The magnetic sensor 1 according to the present embodiment may include the wiring layer 130 described in the second embodiment instead of the wiring layer 30. Other configurations, operations, and effects in the present embodiment are the same as those in the first or fourth embodiment.

[第9の実施の形態]
次に、本発明の第9の実施の形態について説明する。始めに、図25および図26を参照して、本実施の形態に係る磁気センサの構成について説明する。図25は、本実施の形態に係る磁気センサの構成を模式的に示す説明図である。図26は、ヨーク13と第1および第2の磁気検出素子20A,20Bの位置関係を示す説明図である。
[Ninth Embodiment]
Next, a ninth embodiment of the present invention will be described. First, the configuration of the magnetic sensor according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 25 and FIG. FIG. 25 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of the magnetic sensor according to the present embodiment. FIG. 26 is an explanatory diagram showing the positional relationship between the yoke 13 and the first and second magnetic detection elements 20A and 20B.

本実施の形態に係る磁気センサ1は、以下の点で第8の実施の形態と異なっている。本実施の形態では、複数のヨーク13は、それぞれ、Z方向から見て、複数の磁気検出素子列120の第1の部分(複数の第1の磁気検出素子20A)または第2の部分(複数の第2の磁気検出素子20B)に重なるように配置されている。ここでは、第1の抵抗部21または第4の抵抗部24の磁気検出素子列120とヨーク13A,13Bを例にとって説明する。図26には、第1の抵抗部21または第4の抵抗部24の磁気検出素子列120とヨーク13A,13Bを示している。   The magnetic sensor 1 according to the present embodiment is different from the eighth embodiment in the following points. In the present embodiment, each of the plurality of yokes 13 has a first portion (a plurality of first magnetic detection elements 20A) or a second portion (a plurality of plural magnetic detection element arrays 120) as viewed from the Z direction. The second magnetic detection element 20B) is disposed so as to overlap. Here, the magnetic detection element array 120 of the first resistor portion 21 or the fourth resistor portion 24 and the yokes 13A and 13B will be described as an example. FIG. 26 shows the magnetic detection element array 120 and the yokes 13A and 13B of the first resistor portion 21 or the fourth resistor portion 24.

第8の実施の形態で説明したように、第1の素子配置領域R1は、第1の磁気検出素子20Aの位置を規定する領域であり、第2の素子配置領域R2は、第2の磁気検出素子20Bの位置を規定する領域であり、端面投影領域R3は、仮想の平面P上に磁界変換部10の端面を垂直投影してできる領域であり、第1のヨーク端面投影領域R33Aは、仮想の平面P上に第1のヨーク端面13Aaを垂直投影してできる領域であり、第2のヨーク端面投影領域R33Bは、仮想の平面P上に第2のヨーク端面13Baを垂直投影してできる領域である。本実施の形態では特に、第1の素子配置領域R1は第1のヨーク端面投影領域R33Aの内部にのみ存在し、第2の素子配置領域R2は、第2のヨーク端面投影領域R33Bの内部にのみ存在している。   As described in the eighth embodiment, the first element arrangement region R1 is an area that defines the position of the first magnetic detection element 20A, and the second element arrangement region R2 is the second magnetic element. The end surface projection region R3 is a region that defines the position of the detection element 20B. The end surface projection region R3 is a region formed by vertically projecting the end surface of the magnetic field conversion unit 10 on the virtual plane P. The first yoke end surface projection region R33A is The second yoke end surface projection region R33B is a region formed by vertically projecting the second yoke end surface 13Ba onto the virtual plane P, and is a region formed by vertically projecting the first yoke end surface 13Aa onto the virtual plane P. It is an area. In the present embodiment, in particular, the first element arrangement region R1 exists only in the first yoke end surface projection region R33A, and the second element arrangement region R2 exists in the second yoke end surface projection region R33B. Only exists.

本実施の形態に係る磁気センサ1は、配線層30の代わりに、第2の実施の形態で説明した配線層130を備えていてもよい。本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第2または第8の実施の形態と同様である。   The magnetic sensor 1 according to the present embodiment may include the wiring layer 130 described in the second embodiment instead of the wiring layer 30. Other configurations, operations, and effects in the present embodiment are the same as those in the second or eighth embodiment.

なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、請求の範囲の要件を満たす限り、ヨーク、第1の磁気検出素子および第2の磁気検出素子の数、形状および配置は、各実施の形態に示した例に限られず、任意である。例えば、第1および第2の磁気検出素子の平面形状は、円形であってもよい。この場合、磁界検出部20は、第1および第2の磁気検出素子に対して、第3の仮想の直線Lyに平行な方向のバイアス磁界を印加する複数の磁石を含んでいてもよい。   In addition, this invention is not limited to said each embodiment, A various change is possible. For example, as long as the requirements of the claims are satisfied, the numbers, shapes, and arrangements of the yoke, the first magnetic detection element, and the second magnetic detection element are not limited to the examples shown in the embodiments, and are arbitrary. For example, the planar shape of the first and second magnetic detection elements may be circular. In this case, the magnetic field detection unit 20 may include a plurality of magnets that apply a bias magnetic field in a direction parallel to the third virtual straight line Ly to the first and second magnetic detection elements.

また、磁界変換部10は、複数の上部電極の上方に配置された複数のヨークに加えて、複数の下部電極の下方に配置に配置された複数のヨークを含んでいてもよい。下部電極の下方に配置に配置された複数のヨークは、変換効率を大きくするように、上部電極の上方に配置された複数のヨークに対して、第2の仮想の直線Lxに平行な方向にずれるように配置される。   Further, the magnetic field conversion unit 10 may include a plurality of yokes disposed below the plurality of lower electrodes in addition to the plurality of yokes disposed above the plurality of upper electrodes. The plurality of yokes arranged below the lower electrode are arranged in a direction parallel to the second virtual straight line Lx with respect to the plurality of yokes arranged above the upper electrode so as to increase the conversion efficiency. Arranged so as to shift.

また、第3および第7の実施の形態では、磁界変換部10は、2つのヨーク12の代わりに、2つのヨーク12をY方向に連結した1つのヨークを含んでいてもよい。   Further, in the third and seventh embodiments, the magnetic field conversion unit 10 may include one yoke that connects the two yokes 12 in the Y direction instead of the two yokes 12.

1…磁気センサ、10…磁界変換部、11…ヨーク、20…磁界検出部、21…第1の抵抗部、22…第2の抵抗部、23…第3の抵抗部、24…第4の抵抗部、20A,21A,22A,23A,24A…第1の磁気検出素子、20B,21B,22B,23B,24B…第2の磁気検出素子、30…配線層、31…下部電極、32…上部電極、100…磁気センサユニット、101…基板、102…電極パッド。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Magnetic sensor, 10 ... Magnetic field conversion part, 11 ... Yoke, 20 ... Magnetic field detection part, 21 ... 1st resistance part, 22 ... 2nd resistance part, 23 ... 3rd resistance part, 24 ... 4th Resistance section, 20A, 21A, 22A, 23A, 24A ... first magnetic detection element, 20B, 21B, 22B, 23B, 24B ... second magnetic detection element, 30 ... wiring layer, 31 ... lower electrode, 32 ... upper part Electrode, 100: Magnetic sensor unit, 101: Substrate, 102: Electrode pad

本発明の第2の観点の磁気センサでは、磁界検出部は、それぞれ入力磁界成分に応じて変化する抵抗値を有する第1の抵抗部および第2の抵抗部を含んでいる。第1の抵抗部と第2の抵抗部は、直列に接続され且つ通電されるように構成されている。入力磁界成分が変化すると、第1の抵抗部の抵抗値と第2の抵抗部の抵抗値の一方は増加し、他方は減少する。出力信号は、第1の抵抗部と第2の抵抗部との接続点の電位に依存する。第1および第2の抵抗部の各々は、第1の磁気抵抗効果素子および第2の磁気抵抗効果素子を含んでいる。 In the magnetic sensor of the second aspect of the present invention, the magnetic field detection unit includes a first resistance unit and a second resistance unit each having a resistance value that changes in accordance with the input magnetic field component. The first resistance unit and the second resistance unit are configured to be connected in series and energized. When the input magnetic field component changes, one of the resistance value of the first resistance unit and the resistance value of the second resistance unit increases and the other decreases. The output signal depends on the potential at the connection point between the first resistance unit and the second resistance unit. Each of the first and second resistance units includes a first magnetoresistive element and a second magnetoresistive element.

本発明の第3の観点の磁気センサでは、磁界検出部は、電源ポートと、グランドポートと、第1の出力ポートと、第2の出力ポートと、それぞれ入力磁界成分に応じて変化する抵抗値を有する第1の抵抗部、第2の抵抗部、第3の抵抗部および第4の抵抗部を含んでいる。第1の抵抗部は、電源ポートと第1の出力ポートとの間に設けられている。第2の抵抗部は、第1の出力ポートとグランドポートとの間に設けられている。第3の抵抗部は、電源ポートと第2の出力ポートとの間に設けられている。第4の抵抗部は、第2の出力ポートとグランドポートとの間に設けられている。磁界検出部は、電源ポートとグランドポートとの間に通電されるように構成されている。入力磁界成分が変化すると、第1ないし第4の抵抗部のそれぞれの抵抗値は、第1および第4の抵抗部の抵抗値が増加すると共に第2および第3の抵抗部の抵抗値が減少するか、第1および第4の抵抗部の抵抗値が減少すると共に第2および第3の抵抗部の抵抗値が増加するように変化する。出力信号は、第1の出力ポートと第2の出力ポートとの間の電位差に依存する。第1ないし第4の抵抗部の各々は、第1の磁気抵抗効果素子および第2の磁気抵抗効果素子を含んでいる。 In the magnetic sensor according to the third aspect of the present invention, the magnetic field detector includes a power supply port, a ground port, a first output port, and a second output port, and resistance values that change according to input magnetic field components, respectively. The first resistor unit, the second resistor unit, the third resistor unit, and the fourth resistor unit are included. The first resistance portion is provided between the power supply port and the first output port. The second resistance portion is provided between the first output port and the ground port. The third resistance portion is provided between the power supply port and the second output port. The fourth resistance portion is provided between the second output port and the ground port. The magnetic field detection unit is configured to be energized between the power supply port and the ground port. When the input magnetic field component changes, the resistance values of the first to fourth resistance portions increase as the resistance values of the first and fourth resistance portions decrease and the resistance values of the second and third resistance portions decrease, respectively. Alternatively, the resistance values of the first and fourth resistance portions are decreased and the resistance values of the second and third resistance portions are increased. The output signal depends on the potential difference between the first output port and the second output port. Each of the first to fourth resistance portions includes a first magnetoresistance effect element and a second magnetoresistance effect element.

これに対し、本実施の形態では、第1の磁気検出素子20Aは、第2の素子配置領域R2とは交差せずに、第1の素子配置領域R1と交差するように配置されている。第2の磁気検出素子20Bは、第1の素子配置領域R1とは交差せずに、第2の素子配置領域R2と交差するように配置されている。第1および第2の素子配置領域R1,R2の各々は、端面投影領域R3の内部と外部の一方にのみ存在している。本実施の形態では特に、第1の素子配置領域R1は、端面投影領域R3の外部にのみ存在し、第2の素子配置領域R2は、端面投影領域R3の内部にのみ存在しているOn the other hand, in the present embodiment, the first magnetic detection element 20A is arranged so as to intersect the first element arrangement region R1 without intersecting the second element arrangement region R2. The second magnetic detection element 20B is arranged so as to intersect with the second element arrangement region R2 without intersecting with the first element arrangement region R1. Each of the first and second element arrangement regions R1, R2 exists only in one of the inside and the outside of the end face projection region R3. Particularly in the present embodiment, the first element arrangement region R1 is present only outside of the end surface projection region R3, the second element arrangement region R2 is present only within the end surface projection region R3.

ここで、特許文献1に記載された技術では、磁気抵抗効果素子と軟磁性体との位置ずれによる変換効率の変化を抑制することが難しい理由について説明する。特許文献1では、全ての磁気抵抗効果素子は、磁気抵抗効果素子の中心が、端面投影領域R3に相当する軟磁性体の端面投影領域の外部に位置し、磁気抵抗効果素子の全体は軟磁性体の端面投影領域の内部と外部に跨るように配置されている。特許文献1では、2つの磁気抵抗効果素子が直列に接続されて素子群が構成されている。磁気抵抗効果素子と軟磁性体との位置ずれが生じると、素子群構成する2つの磁気抵抗効果素子の一方は、その中心が端面投影領域の内部と外部の境界から遠ざかり、素子群構成する2つの磁気抵抗効果素子の他方は、その中心が端面投影領域の内部と外部の境界に近づく。この場合、中心が端面投影領域の内部と外部の境界から遠ざかった磁気抵抗効果素子では変換効率の減少量が大きく、磁気抵抗効果素子の中心が投影領域の内部と外部の境界に近づいた磁気抵抗効果素子では変換効率の増加量が小さい。そのため、特許文献1に記載された技術では、磁気抵抗効果素子と軟磁性体との位置ずれが生じたときに、素子群における変換効率の変化量は大きくなる。 Here, the reason why it is difficult to suppress the change in conversion efficiency due to the positional deviation between the magnetoresistive effect element and the soft magnetic material in the technique described in Patent Document 1 will be described. In Patent Document 1, all the magnetoresistive effect elements have the center of the magnetoresistive effect element positioned outside the end face projection area of the soft magnetic material corresponding to the end face projection area R3, and the entire magnetoresistive effect element is soft magnetic. It is arranged so as to straddle the inside and outside of the end face projection area of the body. In Patent Document 1, two magnetoresistive elements are connected in series to form an element group. If positional deviation between the magnetoresistive element and the soft magnetic material is produced, one of the two magnetoresistive elements forming the element group, its center moves away from the internal and external boundaries of the end face projection region, constituting the element group The other of the two magnetoresistive effect elements has a center approaching the boundary between the inside and outside of the end face projection region. In this case, the magnetoresistance effect element whose center is far from the boundary between the inside and outside of the end face projection area has a large reduction in conversion efficiency, and the magnetoresistive element whose center is close to the boundary between the inside and outside of the projection area. In the effect element, the increase in conversion efficiency is small. Therefore, in the technique described in Patent Document 1, when the positional deviation between the magnetoresistive element and the soft magnetic material occurs, the amount of change in conversion efficiency in the element group increases.

次に、図6に示した磁気センサユニット100の磁気センサ2,3の構成について簡単に説明する。磁気センサ2,3の構成は、基本的には、本実施の形態に係る磁気センサ1の構成と同じである。ただし、磁気センサ2,3では、磁界変換部10が設けられていない。磁気センサ2は、Y方向の磁界を検出するように構成されている。具体的には、例えば、磁気センサ2では、第1および第4の抵抗部21,24に含まれる第1および第2の磁気検出素子20A,20Bの磁化固定層202の磁化の方向を、Y方向とし、磁気センサ2の第2および第3の抵抗部22,23に含まれる第1および第2の磁気検出素子20A,20Bの磁化固定層202の磁化の方向を、−Y方向とする。 Next, the configuration of the magnetic sensors 2 and 3 of the magnetic sensor unit 100 shown in FIG. 6 will be briefly described. The configuration of the magnetic sensors 2 and 3 is basically the same as the configuration of the magnetic sensor 1 according to the present embodiment. However, the magnetic sensors 2 and 3 are not provided with the magnetic field conversion unit 10. The magnetic sensor 2 is configured to detect a magnetic field in the Y direction. Specifically, for example, in the magnetic sensor 2, the magnetization direction of the magnetization fixed layer 202 of the first and second magnetic detection elements 20A and 20B included in the first and fourth resistance units 21 and 24 is expressed as Y The magnetization direction of the magnetization fixed layer 202 of the first and second magnetic detection elements 20A and 20B included in the second and third resistance portions 22 and 23 of the magnetic sensor 2 is defined as a −Y direction.

また、磁気センサ3は、X方向の磁界を検出するように構成されている。具体的には、例えば、磁気センサ3では、第1および第4の抵抗部21,24に含まれる第1および第2の磁気検出素子20A,20Bの磁化固定層202の磁化の方向を、X方向とし、磁気センサ3の第2および第3の抵抗部22,23に含まれる第1および第2の磁気検出素子20A,20Bの磁化固定層202の磁化の方向を、−X方向とする。 The magnetic sensor 3 is configured to detect a magnetic field in the X direction. Specifically, for example, in the magnetic sensor 3, the magnetization direction of the magnetization fixed layer 202 of the first and second magnetic detection elements 20A and 20B included in the first and fourth resistance portions 21 and 24 is expressed as X The magnetization direction of the magnetization fixed layer 202 of the first and second magnetic detection elements 20A and 20B included in the second and third resistance portions 22 and 23 of the magnetic sensor 3 is defined as a −X direction.

次に、図13を参照して、ヨーク12と第1および第2の磁気検出素子20A,20Bの位置関係について説明する。図13は、ヨーク12と第1および第2の磁気検出素子20A,20Bの位置関係を示す説明図である。ここでは、第1の抵抗部21の磁気検出素子列220および第3の抵抗部23の磁気検出素子列220と重なるヨーク12を例にとって説明する。図13には、第1の抵抗部21の磁気検出素子列220および第3の抵抗部23の磁気検出素子列220とヨーク12を示している。 Next, the positional relationship between the yoke 12 and the first and second magnetic detection elements 20A and 20B will be described with reference to FIG. FIG. 13 is an explanatory diagram showing the positional relationship between the yoke 12 and the first and second magnetic detection elements 20A and 20B. Here, description will be given by taking the yoke 12 that overlaps the magnetic detection element row 220 of the first resistance portion 21 and the magnetic detection element row 220 of the third resistance portion 23 as an example. Figure 13 shows a magnetic detection element rows 220 and the yoke 12 of the first magnetic detection element array 220 and the third resistor 23 of the resistance portion 21.

第1の素子配置領域R1は、ヨーク端面投影領域R31の第1の端縁R31aに接している。第2の素子配置領域R2は、ヨーク端面投影領域R31の第2の端縁R31bに接している。 The first element arrangement region R1 is in contact with the first edge R31a of the yoke end surface projection region R31. Second element arrangement region R2 is in contact with the second edge R31b yoke end face projected region R 31.

次に、本実施の形態における第1ないし第4の抵抗部21〜24の抵抗値について説明する。以下、第1の磁気抵抗効果素子20Aの第1の抵抗値を記号Raで表し、第2の磁気抵抗効果素子20Bの第2の抵抗値を記号Rbで表す。第1の実施の形態で説明したように、出力磁界成分が存在しない状態では、第1および第2の磁気抵抗効果素子20A,20Bの各々の自由層204(図5参照)の磁化の方向は、第3の仮想の直線Lyに平行な方向になっている。入力磁界成分の方向がZ方向の場合、第1および第4の抵抗部21,24内の第1の磁気抵抗効果素子20Aならびに第2および第3の抵抗部22,23内の第2の磁気抵抗効果素子20Bが受ける出力磁界成分の方向はX方向になり、第1および第4の抵抗部21,24内の第2の磁気抵抗効果素子20Bならびに第2および第3の抵抗部22,23内の第1の磁気抵抗効果素子20Aが受ける出力磁界成分の方向は−X方向になる。この場合、第1および第4の抵抗部21,24では、出力磁界成分が存在しない状態と比べて、第1および第2の抵抗値Ra,Rbは増加し、第1および第4の抵抗部21,24の抵抗値も増加する。第2および第3の抵抗部22,23では、出力磁界成分が存在しない状態と比べて、第1および第2の抵抗値Ra,Rbは減少し、第2および第3の抵抗部22,23の抵抗値も減少する。 Next, resistance values of the first to fourth resistance portions 21 to 24 in the present embodiment will be described. Hereinafter, the first resistance value of the first magnetoresistance effect element 20A is represented by the symbol Ra, and the second resistance value of the second magnetoresistance effect element 20B is represented by the symbol Rb. As described in the first embodiment, in the state where the output magnetic field component does not exist, the magnetization direction of each free layer 204 (see FIG. 5) of each of the first and second magnetoresistance effect elements 20A and 20B is The direction is parallel to the third virtual straight line Ly. If the direction of the input magnetic field component in the Z direction, the first and fourth first magnetoresistive element 20A in the resistance portion 21, 24 and the second magnetic in the second and third resistor 22, 23 The direction of the output magnetic field component received by the resistance effect element 20B is the X direction, and the second magnetoresistance effect element 20B and the second and third resistance portions 22 and 23 in the first and fourth resistance portions 21 and 24 are provided. The direction of the output magnetic field component received by the first magnetoresistive element 20A is the −X direction. In this case, in the first and fourth resistance portions 21 and 24, the first and second resistance values Ra and Rb increase compared to the state where no output magnetic field component exists, and the first and fourth resistance portions. The resistance values of 21 and 24 also increase. In the second and third resistance units 22 and 23, the first and second resistance values Ra and Rb are reduced compared to a state in which no output magnetic field component exists, and the second and third resistance units 22 and 23 are reduced. The resistance value of is also reduced.

磁界変換部10と磁界検出部20との位置ずれが生じると、第1の距離と第2の距離が変化する。第1点と第2点を第2の仮想の直線Lxに平行な一方向に変化させると、第1の距離と第2の距離の一方は減少し、他方は増加する。例えば、第1および第4の抵抗部21,24では、第1点と第2点をX方向に変化させると、第1の距離は増加し、第2の距離は減少する。また、第1点と第2点を−X方向に変化させると、第1の距離は減少し、第2の距離は増加する。第1の距離の増減と第1点における変換効率および出力磁界成分の強度の増減の関係と、第2の距離の増減と第2点における変換効率および出力磁界成分の強度の増減の関係は、第1の実施の形態と同じである。 When the positional deviation between the magnetic field conversion unit 10 and the magnetic field detection unit 20 occurs, the first distance and the second distance change. When the first point and the second point are changed in one direction parallel to the second virtual straight line Lx, one of the first distance and the second distance decreases and the other increases. For example, in the first and fourth resistance portions 21 and 24, when the first point and the second point are changed in the X direction, the first distance increases and the second distance decreases. Further, when the first point and the second point are changed in the −X direction, the first distance decreases and the second distance increases . The relationship between the increase / decrease in the first distance and the increase / decrease in the conversion efficiency and the strength of the output magnetic field component at the first point, and the relationship between the increase / decrease in the second distance and the conversion efficiency and the strength of the output magnetic field component at the second point are: This is the same as in the first embodiment.

また、磁界変換部10は、複数の上部電極の上方に配置された複数のヨークに加えて、複数の下部電極の下方に配置された複数のヨークを含んでいてもよい。下部電極の下方に配置された複数のヨークは、変換効率を大きくするように、上部電極の上方に配置された複数のヨークに対して、第2の仮想の直線Lxに平行な方向にずれるように配置される。 Further, the magnetic field conversion unit 10 may include a plurality of yokes disposed below the plurality of lower electrodes in addition to the plurality of yokes disposed above the plurality of upper electrodes. The plurality of yokes arranged below the lower electrode are shifted in a direction parallel to the second virtual straight line Lx with respect to the plurality of yokes arranged above the upper electrode so as to increase the conversion efficiency. Placed in.

Claims (14)

磁界変換部と、磁界検出部とを備えた磁気センサであって、
前記磁界変換部は、軟磁性体よりなり、第1の仮想の直線に平行な方向の入力磁界成分を含む入力磁界を受けて、出力磁界を発生し、
前記磁界検出部は、前記出力磁界を受けて、前記入力磁界成分に対応する出力信号を生成し、
前記出力磁界は、前記第1の仮想の直線と交差する第2の仮想の直線に平行な方向の出力磁界成分であって前記入力磁界成分に応じて変化する出力磁界成分を含み、
前記磁界変換部は、前記第1の仮想の直線に平行な方向の一方の端に位置する端面を有し、
前記第1の仮想の直線と交差し前記第2の仮想の直線を含む仮想の平面上に第1の素子配置領域と第2の素子配置領域が存在し、
前記仮想の平面上に前記磁界変換部の前記端面を垂直投影してできる領域を端面投影領域としたときに、前記第1および第2の素子配置領域の各々は、前記端面投影領域の内部と外部の一方にのみ存在し、
前記入力磁界成分の強度に対する、前記仮想の平面内の任意の点における前記出力磁界成分の強度の比率を、その任意の点における変換効率とし、前記任意の点を前記第2の仮想の直線に平行な一方向に移動させるときの、前記任意の点の位置の変化量に対する前記任意の点における前記変換効率の変化量の比率を、前記任意の点における変換効率の傾きとしたときに、前記第1の素子配置領域内の任意の第1点における前記変換効率の傾きと、前記第2の素子配置領域内の任意の第2点における前記変換効率の傾きの一方は正の値であり、他方は負の値であり、
前記磁界検出部は、第1の磁気検出素子および第2の磁気検出素子を含み、
前記第1の磁気検出素子は、前記第2の素子配置領域とは交差せずに、前記第1の素子配置領域と交差するように配置され、
前記第2の磁気検出素子は、前記第1の素子配置領域とは交差せずに、前記第2の素子配置領域と交差するように配置され、
前記第1の磁気検出素子は、自身が受けた出力磁界成分に対応する第1の検出値を生成し、
前記第2の磁気検出素子は、自身が受けた出力磁界成分に対応する第2の検出値を生成し、
前記出力信号は、前記第1の検出値と前記第2の検出値を合成して得られる合成値に依存することを特徴とする磁気センサ。
A magnetic sensor comprising a magnetic field converter and a magnetic field detector,
The magnetic field conversion unit is made of a soft magnetic material, receives an input magnetic field including an input magnetic field component in a direction parallel to the first virtual straight line, and generates an output magnetic field,
The magnetic field detector receives the output magnetic field and generates an output signal corresponding to the input magnetic field component,
The output magnetic field includes an output magnetic field component in a direction parallel to a second virtual straight line that intersects the first virtual straight line and changes according to the input magnetic field component,
The magnetic field converter has an end face located at one end in a direction parallel to the first virtual straight line,
A first element arrangement region and a second element arrangement region exist on a virtual plane that intersects the first virtual line and includes the second virtual line;
When an area obtained by vertically projecting the end face of the magnetic field conversion unit on the virtual plane is defined as an end face projection area, each of the first and second element arrangement areas includes an inside of the end face projection area. Exists only on one outside,
The ratio of the intensity of the output magnetic field component at an arbitrary point in the virtual plane to the intensity of the input magnetic field component is defined as the conversion efficiency at the arbitrary point, and the arbitrary point is defined as the second virtual straight line. When the ratio of the change amount of the conversion efficiency at the arbitrary point to the change amount of the position of the arbitrary point when moving in one parallel direction is the slope of the conversion efficiency at the arbitrary point, One of the inclination of the conversion efficiency at an arbitrary first point in the first element arrangement region and the inclination of the conversion efficiency at an arbitrary second point in the second element arrangement region is a positive value. The other is negative,
The magnetic field detection unit includes a first magnetic detection element and a second magnetic detection element,
The first magnetic detection element is arranged so as to intersect the first element arrangement region without intersecting the second element arrangement region,
The second magnetic detection element is arranged so as to intersect the second element arrangement region without intersecting the first element arrangement region,
The first magnetic detection element generates a first detection value corresponding to an output magnetic field component received by the first magnetic detection element;
The second magnetic detection element generates a second detection value corresponding to an output magnetic field component received by the second magnetic detection element;
The magnetic sensor according to claim 1, wherein the output signal depends on a combined value obtained by combining the first detected value and the second detected value.
前記第1および第2の磁気検出素子の各々は、第2の仮想の直線に直交する、前記仮想の平面上の第3の仮想の直線に平行な方向に長い形状を有していることを特徴とする請求項1記載の磁気センサ。   Each of the first and second magnetic detection elements has a long shape in a direction parallel to the third virtual line on the virtual plane, which is orthogonal to the second virtual line. The magnetic sensor according to claim 1. 前記第1の磁気検出素子は、第1の磁気抵抗効果素子であり、
前記第2の磁気検出素子は、第2の磁気抵抗効果素子であり、
前記第1の検出値は、前記第1の磁気抵抗効果素子の抵抗値であり、
前記第2の検出値は、前記第2の磁気抵抗効果素子の抵抗値であり、
前記合成値は、前記第1の磁気抵抗効果素子と前記第2の磁気抵抗効果素子の合成抵抗値であることを特徴とする請求項1または2記載の磁気センサ。
The first magnetic sensing element is a first magnetoresistive element;
The second magnetic sensing element is a second magnetoresistive element;
The first detection value is a resistance value of the first magnetoresistive element,
The second detection value is a resistance value of the second magnetoresistive element,
3. The magnetic sensor according to claim 1, wherein the combined value is a combined resistance value of the first magnetoresistive effect element and the second magnetoresistive effect element.
前記第1の磁気抵抗効果素子と前記第2の磁気抵抗効果素子は、並列に接続されていることを特徴とする請求項3記載の磁気センサ。   The magnetic sensor according to claim 3, wherein the first magnetoresistive element and the second magnetoresistive element are connected in parallel. 前記第1の磁気抵抗効果素子と前記第2の磁気抵抗効果素子は、直列に接続されていることを特徴とする請求項3記載の磁気センサ。   The magnetic sensor according to claim 3, wherein the first magnetoresistive element and the second magnetoresistive element are connected in series. 前記第2の仮想の直線は、前記第1の仮想の直線に直交していることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の磁気センサ。   6. The magnetic sensor according to claim 1, wherein the second imaginary straight line is orthogonal to the first imaginary straight line. 更に、前記第1の磁気検出素子と前記第2の磁気検出素子を保持する基板を備えたことを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の磁気センサ。   The magnetic sensor according to claim 1, further comprising a substrate that holds the first magnetic detection element and the second magnetic detection element. 前記第1の素子配置領域のうち前記第1の磁気検出素子と交差する部分の重心を第1の重心とし、前記第2の素子配置領域のうち前記第2の磁気検出素子と交差する部分の重心を第2の重心としたときに、前記第1の重心における前記変換効率の傾きの絶対値に対する、前記第2の重心における前記変換効率の傾きの絶対値の比率は、0.48〜2.1の範囲内であることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の磁気センサ。   A center of gravity of a portion of the first element arrangement region that intersects the first magnetic detection element is defined as a first center of gravity, and a portion of the second element arrangement region that intersects the second magnetic detection element When the center of gravity is the second center of gravity, the ratio of the absolute value of the slope of the conversion efficiency at the second center of gravity to the absolute value of the slope of the conversion efficiency at the first center of gravity is 0.48-2. The magnetic sensor according to claim 1, wherein the magnetic sensor falls within a range of .1. 前記第1の素子配置領域は、前記端面投影領域の外部にのみ存在し、
前記第2の素子配置領域は、前記端面投影領域の内部にのみ存在し、
前記端面投影領域は、前記第1の素子配置領域と前記第2の素子配置領域の間に位置する端縁であって、前記第2の仮想の直線に直交する端縁を有していることを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の磁気センサ。
The first element arrangement region exists only outside the end face projection region,
The second element arrangement region exists only inside the end surface projection region,
The end face projection area is an edge located between the first element arrangement area and the second element arrangement area, and has an edge perpendicular to the second imaginary straight line. The magnetic sensor according to claim 1, wherein:
前記磁界変換部は、ヨークを含み、
前記ヨークは、前記第1の仮想の直線に平行な方向の一方の端に位置するヨーク端面を有し、
前記端面投影領域は、前記仮想の平面上に前記ヨーク端面を垂直投影してできるヨーク端面投影領域を含み、
前記第1の素子配置領域と前記第2の素子配置領域は、前記端面投影領域の外部にのみ存在し、且つ前記ヨーク端面投影領域を挟んで前記第2の仮想の直線に平行な方向における互いに反対側に位置していることを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の磁気センサ。
The magnetic field converter includes a yoke,
The yoke has a yoke end surface located at one end in a direction parallel to the first virtual straight line;
The end face projection area includes a yoke end face projection area formed by vertically projecting the yoke end face on the virtual plane,
The first element placement area and the second element placement area exist only outside the end face projection area, and are mutually in a direction parallel to the second virtual straight line across the yoke end face projection area. The magnetic sensor according to claim 1, wherein the magnetic sensor is located on the opposite side.
前記磁界変換部は、ヨークを含み、
前記ヨークは、前記第1の仮想の直線に平行な方向の一方の端に位置するヨーク端面を有し、
前記端面投影領域は、前記仮想の平面上に前記ヨーク端面を垂直投影してできるヨーク端面投影領域を含み、
前記第1の素子配置領域と前記第2の素子配置領域は、前記ヨーク端面投影領域の内部にのみ存在し、
前記ヨーク端面投影領域は、前記第2の仮想の直線に平行な方向における互いに反対側の端に位置する第1の端縁と第2の端縁を有し、
前記第1の素子配置領域は、前記第1の端縁と前記第2の素子配置領域の間に位置し、
前記第2の素子配置領域は、前記第2の端縁と前記第1の素子配置領域の間に位置していることを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の磁気センサ。
The magnetic field converter includes a yoke,
The yoke has a yoke end surface located at one end in a direction parallel to the first virtual straight line;
The end face projection area includes a yoke end face projection area formed by vertically projecting the yoke end face on the virtual plane,
The first element arrangement region and the second element arrangement region exist only inside the yoke end surface projection region,
The yoke end surface projection region has a first edge and a second edge located at opposite ends in a direction parallel to the second imaginary straight line,
The first element arrangement region is located between the first edge and the second element arrangement region,
The magnetic sensor according to claim 1, wherein the second element arrangement region is located between the second edge and the first element arrangement region.
前記磁界変換部は、第1のヨークおよび第2のヨークを含み、
前記第1のヨークは、前記第1の仮想の直線に平行な方向の一方の端に位置する第1のヨーク端面を有し、
前記第2のヨークは、前記第1の仮想の直線に平行な方向の一方の端に位置する第2のヨーク端面を有し、
前記第1の素子配置領域は、前記第2のヨーク端面よりも前記第1のヨーク端面により近く、
前記第2の素子配置領域は、前記第1のヨーク端面よりも前記第2のヨーク端面により近く、
前記第1のヨーク端面は、前記第1の素子配置領域に最も近い第1の端縁を有し、
前記第2のヨーク端面は、前記第2の素子配置領域に最も近い第2の端縁を有し、
前記第1の素子配置領域内の前記第1点と前記第1の端縁との間の距離を第1の距離とし、前記第2の素子配置領域内の前記第2点と前記第2の端縁との間の距離を第2の距離としたときに、前記第1点と前記第2点を前記第2の仮想の直線に平行な一方向に変化させると、前記第1の距離と前記第2の距離の一方は減少し、他方は増加することを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の磁気センサ。
The magnetic field conversion unit includes a first yoke and a second yoke,
The first yoke has a first yoke end surface located at one end in a direction parallel to the first imaginary straight line,
The second yoke has a second yoke end surface located at one end in a direction parallel to the first virtual straight line;
The first element arrangement region is closer to the first yoke end surface than the second yoke end surface;
The second element disposition region is closer to the second yoke end surface than the first yoke end surface;
The first yoke end surface has a first edge closest to the first element arrangement region;
The second yoke end surface has a second edge closest to the second element arrangement region,
A distance between the first point in the first element arrangement region and the first edge is defined as a first distance, and the second point in the second element arrangement region and the second point When the distance from the edge is a second distance, the first point and the second point are changed in one direction parallel to the second imaginary straight line. 9. The magnetic sensor according to claim 1, wherein one of the second distances decreases and the other increases.
磁界変換部と、磁界検出部とを備えた磁気センサであって、
前記磁界変換部は、軟磁性体よりなり、第1の仮想の直線に平行な方向の入力磁界成分を含む入力磁界を受けて、出力磁界を発生し、
前記磁界検出部は、前記出力磁界を受けて、前記入力磁界成分に対応する出力信号を生成し、
前記出力磁界は、前記第1の仮想の直線と交差する第2の仮想の直線に平行な方向の出力磁界成分であって前記入力磁界成分に応じて変化する出力磁界成分を含み、
前記磁界検出部は、それぞれ前記入力磁界成分に応じて変化する抵抗値を有する第1の抵抗部および第2の抵抗部を含み、
前記第1の抵抗部と前記第2の抵抗部は、直列に接続され且つ通電されるように構成され、
前記入力磁界成分が変化すると、前記第1の抵抗部の抵抗値と前記第2の抵抗部の抵抗値の一方は増加し、他方は減少し、
前記出力信号は、前記第1の抵抗部と前記第2の抵抗部との接続点の電位に依存し、
前記第1および第2の抵抗部の各々は、第1の抵抗効果素子および第2の磁気抵抗効果素子を含み、
前記磁界変換部は、前記第1の仮想の直線に平行な方向の一方の端に位置する端面を有し、
前記第1の仮想の直線と交差し前記第2の仮想の直線を含む仮想の平面上に第1の素子配置領域と第2の素子配置領域が存在し、
前記仮想の平面上に前記磁界変換部の前記端面を垂直投影してできる領域を端面投影領域としたときに、前記第1および第2の素子配置領域の各々は、前記端面投影領域の内部と外部の一方にのみ存在し、
前記入力磁界成分の強度に対する、前記仮想の平面内の任意の点における前記出力磁界成分の強度の比率を、その任意の点における変換効率とし、前記任意の点を前記第2の仮想の直線に平行な一方向に移動させるときの、前記任意の点の位置の変化量に対する前記任意の点における前記変換効率の変化量の比率を、前記任意の点における変換効率の傾きとしたときに、前記第1の素子配置領域内の任意の第1点における前記変換効率の傾きと、前記第2の素子配置領域内の任意の第2点における前記変換効率の傾きの一方は正の値であり、他方は負の値であり、
前記第1の磁気抵抗効果素子は、前記第2の素子配置領域とは交差せずに、前記第1の素子配置領域と交差するように配置され、
前記第2の磁気抵抗効果素子は、前記第1の素子配置領域とは交差せずに、前記第2の素子配置領域と交差するように配置され、
前記第1の磁気抵抗効果素子は、自身が受けた出力磁界成分に対応する第1の抵抗値を有し、
前記第2の磁気抵抗効果素子は、自身が受けた出力磁界成分に対応する第2の抵抗値を有し、
前記第1の磁気抵抗効果素子と前記第2の磁気抵抗効果素子は、並列または直列に接続されていることを特徴とする磁気センサ。
A magnetic sensor comprising a magnetic field converter and a magnetic field detector,
The magnetic field conversion unit is made of a soft magnetic material, receives an input magnetic field including an input magnetic field component in a direction parallel to the first virtual straight line, and generates an output magnetic field,
The magnetic field detector receives the output magnetic field and generates an output signal corresponding to the input magnetic field component,
The output magnetic field includes an output magnetic field component in a direction parallel to a second virtual straight line that intersects the first virtual straight line and changes according to the input magnetic field component,
The magnetic field detection unit includes a first resistance unit and a second resistance unit each having a resistance value that varies according to the input magnetic field component,
The first resistor unit and the second resistor unit are configured to be connected in series and energized,
When the input magnetic field component changes, one of the resistance value of the first resistance unit and the resistance value of the second resistance unit increases, and the other decreases.
The output signal depends on a potential at a connection point between the first resistance unit and the second resistance unit,
Each of the first and second resistance portions includes a first resistance effect element and a second magnetoresistance effect element,
The magnetic field converter has an end face located at one end in a direction parallel to the first virtual straight line,
A first element arrangement region and a second element arrangement region exist on a virtual plane that intersects the first virtual line and includes the second virtual line;
When an area obtained by vertically projecting the end face of the magnetic field conversion unit on the virtual plane is defined as an end face projection area, each of the first and second element arrangement areas includes an inside of the end face projection area. Exists only on one outside,
The ratio of the intensity of the output magnetic field component at an arbitrary point in the virtual plane to the intensity of the input magnetic field component is defined as the conversion efficiency at the arbitrary point, and the arbitrary point is defined as the second virtual straight line. When the ratio of the change amount of the conversion efficiency at the arbitrary point to the change amount of the position of the arbitrary point when moving in one parallel direction is the slope of the conversion efficiency at the arbitrary point, One of the inclination of the conversion efficiency at an arbitrary first point in the first element arrangement region and the inclination of the conversion efficiency at an arbitrary second point in the second element arrangement region is a positive value. The other is negative,
The first magnetoresistive element is arranged so as to intersect the first element arrangement region without intersecting the second element arrangement region,
The second magnetoresistive element is arranged so as to intersect the second element arrangement region without intersecting the first element arrangement region,
The first magnetoresistive element has a first resistance value corresponding to an output magnetic field component received by the first magnetoresistive element,
The second magnetoresistive element has a second resistance value corresponding to an output magnetic field component received by itself.
The magnetic sensor, wherein the first magnetoresistive element and the second magnetoresistive element are connected in parallel or in series.
磁界変換部と、磁界検出部とを備えた磁気センサであって、
前記磁界変換部は、軟磁性体よりなり、第1の仮想の直線に平行な方向の入力磁界成分を含む入力磁界を受けて、出力磁界を発生し、
前記磁界検出部は、前記出力磁界を受けて、前記入力磁界成分に対応する出力信号を生成し、
前記出力磁界は、前記第1の仮想の直線と交差する第2の仮想の直線に平行な方向の出力磁界成分であって前記入力磁界成分に応じて変化する出力磁界成分を含み、
前記磁界検出部は、電源ポートと、グランドポートと、第1の出力ポートと、第2の出力ポートと、それぞれ前記入力磁界成分に応じて変化する抵抗値を有する第1の抵抗部、第2の抵抗部、第3の抵抗部および第4の抵抗部を含み、
前記第1の抵抗部は、前記電源ポートと前記第1の出力ポートとの間に設けられ、
前記第2の抵抗部は、前記第1の出力ポートと前記グランドポートとの間に設けられ、
前記第3の抵抗部は、前記電源ポートと前記第2の出力ポートとの間に設けられ、
前記第4の抵抗部は、前記第2の出力ポートと前記グランドポートとの間に設けられ、
前記磁界検出部は、前記電源ポートと前記グランドポートとの間に通電されるように構成され、
前記入力磁界成分が変化すると、前記第1ないし第4の抵抗部のそれぞれの抵抗値は、前記第1および第4の抵抗部の抵抗値が増加すると共に前記第2および第3の抵抗部の抵抗値が減少するか、前記第1および第4の抵抗部の抵抗値が減少すると共に前記第2および第3の抵抗部の抵抗値が増加するように変化し、
前記出力信号は、前記第1の出力ポートと前記第2の出力ポートとの間の電位差に依存し、
前記第1ないし第4の抵抗部の各々は、第1の抵抗効果素子および第2の磁気抵抗効果素子を含み、
前記磁界変換部は、前記第1の仮想の直線に平行な方向の一方の端に位置する端面を有し、
前記第1の仮想の直線と交差し前記第2の仮想の直線を含む仮想の平面上に第1の素子配置領域と第2の素子配置領域が存在し、
前記仮想の平面上に前記磁界変換部の前記端面を垂直投影してできる領域を端面投影領域としたときに、前記第1および第2の素子配置領域の各々は、前記端面投影領域の内部と外部の一方にのみ存在し、
前記入力磁界成分の強度に対する、前記仮想の平面内の任意の点における前記出力磁界成分の強度の比率を、その任意の点における変換効率とし、前記任意の点を前記第2の仮想の直線に平行な一方向に移動させるときの、前記任意の点の位置の変化量に対する前記任意の点における前記変換効率の変化量の比率を、前記任意の点における変換効率の傾きとしたときに、前記第1の素子配置領域内の任意の第1点における前記変換効率の傾きと、前記第2の素子配置領域内の任意の第2点における前記変換効率の傾きの一方は正の値であり、他方は負の値であり、
前記第1の磁気抵抗効果素子は、前記第2の素子配置領域とは交差せずに、前記第1の素子配置領域と交差するように配置され、
前記第2の磁気抵抗効果素子は、前記第1の素子配置領域とは交差せずに、前記第2の素子配置領域と交差するように配置され、
前記第1の磁気抵抗効果素子は、自身が受けた出力磁界成分に対応する第1の抵抗値を有し、
前記第2の磁気抵抗効果素子は、自身が受けた出力磁界成分に対応する第2の抵抗値を有し、
前記第1の磁気抵抗効果素子と前記第2の磁気抵抗効果素子は、並列または直列に接続されていることを特徴とする磁気センサ。
A magnetic sensor comprising a magnetic field converter and a magnetic field detector,
The magnetic field conversion unit is made of a soft magnetic material, receives an input magnetic field including an input magnetic field component in a direction parallel to the first virtual straight line, and generates an output magnetic field,
The magnetic field detector receives the output magnetic field and generates an output signal corresponding to the input magnetic field component,
The output magnetic field includes an output magnetic field component in a direction parallel to a second virtual straight line that intersects the first virtual straight line and changes according to the input magnetic field component,
The magnetic field detection unit includes a power supply port, a ground port, a first output port, a second output port, a first resistance unit having a resistance value that changes according to the input magnetic field component, and a second output port. Including a resistance portion, a third resistance portion, and a fourth resistance portion,
The first resistance unit is provided between the power supply port and the first output port,
The second resistance portion is provided between the first output port and the ground port,
The third resistance unit is provided between the power supply port and the second output port,
The fourth resistance portion is provided between the second output port and the ground port,
The magnetic field detection unit is configured to be energized between the power port and the ground port,
When the input magnetic field component changes, the resistance values of the first to fourth resistance units increase as the resistance values of the first and fourth resistance units increase. The resistance value decreases or changes so that the resistance value of the first and fourth resistance portions decreases and the resistance value of the second and third resistance portions increases.
The output signal depends on a potential difference between the first output port and the second output port;
Each of the first to fourth resistance units includes a first resistance effect element and a second magnetoresistance effect element,
The magnetic field converter has an end face located at one end in a direction parallel to the first virtual straight line,
A first element arrangement region and a second element arrangement region exist on a virtual plane that intersects the first virtual line and includes the second virtual line;
When an area obtained by vertically projecting the end face of the magnetic field conversion unit on the virtual plane is defined as an end face projection area, each of the first and second element arrangement areas includes an inside of the end face projection area. Exists only on one outside,
The ratio of the intensity of the output magnetic field component at an arbitrary point in the virtual plane to the intensity of the input magnetic field component is defined as the conversion efficiency at the arbitrary point, and the arbitrary point is defined as the second virtual straight line. When the ratio of the change amount of the conversion efficiency at the arbitrary point to the change amount of the position of the arbitrary point when moving in one parallel direction is the slope of the conversion efficiency at the arbitrary point, One of the inclination of the conversion efficiency at an arbitrary first point in the first element arrangement region and the inclination of the conversion efficiency at an arbitrary second point in the second element arrangement region is a positive value. The other is negative,
The first magnetoresistive element is arranged so as to intersect the first element arrangement region without intersecting the second element arrangement region,
The second magnetoresistive element is arranged so as to intersect the second element arrangement region without intersecting the first element arrangement region,
The first magnetoresistive element has a first resistance value corresponding to an output magnetic field component received by the first magnetoresistive element,
The second magnetoresistive element has a second resistance value corresponding to an output magnetic field component received by itself.
The magnetic sensor, wherein the first magnetoresistive element and the second magnetoresistive element are connected in parallel or in series.
JP2017059291A 2017-03-24 2017-03-24 Magnetic sensor Active JP6544374B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017059291A JP6544374B2 (en) 2017-03-24 2017-03-24 Magnetic sensor
US15/891,576 US10401441B2 (en) 2017-03-24 2018-02-08 Magnetic sensor
DE102018104620.0A DE102018104620A1 (en) 2017-03-24 2018-02-28 magnetic sensor
CN201810166434.7A CN108627782B (en) 2017-03-24 2018-02-28 Magnetic sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017059291A JP6544374B2 (en) 2017-03-24 2017-03-24 Magnetic sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018162993A true JP2018162993A (en) 2018-10-18
JP6544374B2 JP6544374B2 (en) 2019-07-17

Family

ID=63450476

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017059291A Active JP6544374B2 (en) 2017-03-24 2017-03-24 Magnetic sensor

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10401441B2 (en)
JP (1) JP6544374B2 (en)
CN (1) CN108627782B (en)
DE (1) DE102018104620A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111562525A (en) * 2019-02-13 2020-08-21 Tdk株式会社 Magnetic sensor system

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6724459B2 (en) * 2016-03-23 2020-07-15 Tdk株式会社 Magnetic sensor
JP6620834B2 (en) * 2018-03-27 2019-12-18 Tdk株式会社 Magnetic sensor and magnetic sensor system
US20200300935A1 (en) * 2019-03-22 2020-09-24 Lexmark International, Inc. Hall Effect Prism Sensor
CN113812011A (en) * 2019-05-27 2021-12-17 昭和电工株式会社 Magnetic sensor
JP7063307B2 (en) * 2019-06-05 2022-05-09 Tdk株式会社 Magnetic sensor and magnetic sensor system
JP7172939B2 (en) * 2019-10-01 2022-11-16 Tdk株式会社 Magnetic sensor device
JP7173104B2 (en) * 2020-07-21 2022-11-16 Tdk株式会社 magnetic sensor

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0545175A (en) * 1991-08-19 1993-02-23 Murata Mfg Co Ltd Magnetic sensor
JPH11329186A (en) * 1998-05-14 1999-11-30 Murata Mfg Co Ltd Proximity sensor
JP2009276159A (en) * 2008-05-14 2009-11-26 Sae Magnetics (Hk) Ltd Magnetic sensor
WO2011068146A1 (en) * 2009-12-02 2011-06-09 アルプス電気株式会社 Magnetic sensor
JP2013032989A (en) * 2011-08-02 2013-02-14 Alps Electric Co Ltd Magnetic sensor
WO2013118498A1 (en) * 2012-02-07 2013-08-15 旭化成エレクトロニクス株式会社 Magnetic sensor and magnetic detection method thereof
JP2013210335A (en) * 2012-03-30 2013-10-10 Alps Electric Co Ltd Magnetic sensor
WO2014156108A1 (en) * 2013-03-26 2014-10-02 旭化成エレクトロニクス株式会社 Magnetic sensor and method for detecting magnetism thereof
JP2015118067A (en) * 2013-12-20 2015-06-25 アルプス電気株式会社 Magnetic detection device
JP2015203647A (en) * 2014-04-15 2015-11-16 アルプス電気株式会社 magnetic sensor
JP2015230211A (en) * 2014-06-04 2015-12-21 Tdk株式会社 Magnetic sensor, manufacturing method therefor, and measurement device having the same

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2717850B2 (en) 1989-05-30 1998-02-25 富士通株式会社 Parallel computer with high-speed communication mechanism
US8742665B2 (en) * 2009-11-18 2014-06-03 Applied Materials, Inc. Plasma source design
WO2012096132A1 (en) * 2011-01-13 2012-07-19 アルプス電気株式会社 Magnetic sensor
JP5393844B2 (en) * 2012-06-08 2014-01-22 株式会社フジクラ Magnetic element control device, magnetic element control method, and magnetic detection device
CN103116143B (en) * 2013-01-22 2015-01-14 中国人民解放军国防科学技术大学 Integrated high-accuracy triaxial magnetic sensor
JP2015135288A (en) * 2014-01-17 2015-07-27 株式会社デンソー Electric current sensor
JP6316429B2 (en) * 2014-07-25 2018-04-25 三菱電機株式会社 Magnetic sensor device
JP6597369B2 (en) * 2015-03-12 2019-10-30 Tdk株式会社 Magnetic sensor
JP6503802B2 (en) * 2015-03-12 2019-04-24 Tdk株式会社 Magnetic sensor
JP6597370B2 (en) * 2015-03-12 2019-10-30 Tdk株式会社 Magnetic sensor
JP2016176911A (en) * 2015-03-23 2016-10-06 Tdk株式会社 Magnetic sensor
JP6278050B2 (en) * 2016-03-11 2018-02-14 Tdk株式会社 Rotation angle detection device and rotary machine device

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0545175A (en) * 1991-08-19 1993-02-23 Murata Mfg Co Ltd Magnetic sensor
JPH11329186A (en) * 1998-05-14 1999-11-30 Murata Mfg Co Ltd Proximity sensor
JP2009276159A (en) * 2008-05-14 2009-11-26 Sae Magnetics (Hk) Ltd Magnetic sensor
WO2011068146A1 (en) * 2009-12-02 2011-06-09 アルプス電気株式会社 Magnetic sensor
JP2013032989A (en) * 2011-08-02 2013-02-14 Alps Electric Co Ltd Magnetic sensor
WO2013118498A1 (en) * 2012-02-07 2013-08-15 旭化成エレクトロニクス株式会社 Magnetic sensor and magnetic detection method thereof
JP2013210335A (en) * 2012-03-30 2013-10-10 Alps Electric Co Ltd Magnetic sensor
WO2014156108A1 (en) * 2013-03-26 2014-10-02 旭化成エレクトロニクス株式会社 Magnetic sensor and method for detecting magnetism thereof
JP2015118067A (en) * 2013-12-20 2015-06-25 アルプス電気株式会社 Magnetic detection device
JP2015203647A (en) * 2014-04-15 2015-11-16 アルプス電気株式会社 magnetic sensor
JP2015230211A (en) * 2014-06-04 2015-12-21 Tdk株式会社 Magnetic sensor, manufacturing method therefor, and measurement device having the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111562525A (en) * 2019-02-13 2020-08-21 Tdk株式会社 Magnetic sensor system
CN111562525B (en) * 2019-02-13 2023-03-14 Tdk株式会社 Magnetic sensor system

Also Published As

Publication number Publication date
CN108627782B (en) 2020-12-11
US10401441B2 (en) 2019-09-03
DE102018104620A1 (en) 2018-09-27
JP6544374B2 (en) 2019-07-17
CN108627782A (en) 2018-10-09
US20180275217A1 (en) 2018-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6544374B2 (en) Magnetic sensor
US9644994B2 (en) Magnetic sensor
US9453890B2 (en) Magnetic sensor and magnetic detecting method of the same
JP5657570B2 (en) Magnetic field detector
US11940299B2 (en) Magnetoresistive inertial sensor chip
US9599681B2 (en) Magnetic sensor and magnetic detecting method of the same
JP6490130B2 (en) Magnetic sensor
JP5297539B2 (en) Magnetic sensor
JP6305181B2 (en) Magnetic sensor
JP5843079B2 (en) Magnetic sensor and magnetic sensor system
JP6365908B1 (en) Position detection device
JP5899012B2 (en) Magnetic sensor
JP6699635B2 (en) Magnetic sensor
WO2011074488A1 (en) Magnetic sensor
JP6620834B2 (en) Magnetic sensor and magnetic sensor system
CN109959883B (en) Magnetic sensor
CN210665858U (en) Large-dynamic-range magnetic sensor assembly
JP5103158B2 (en) Magnetic coordinate position detector
JP6699638B2 (en) Magnetic sensor
CN109974569B (en) Magnetic sensor
JP2013142569A (en) Current sensor
JP2019082429A (en) Magnetic sensor
JP2019087688A (en) Magnetic sensor
JP2012127831A (en) Rotation angle detector
JP2023035882A (en) Magnetic sensor and magnetic sensor system

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180829

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20190109

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190329

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20190408

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190521

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190603

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6544374

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150